超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的有效實(shí)踐

王良 張煥

【摘 要】水處理是環(huán)境工程的重要組成部分，其工作質(zhì)量直接關(guān)系到城市居民的用水安全性以及水資源的利用率。做好水處理工作，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要路徑，因此，如何利用新興技術(shù)提高水處理質(zhì)量是社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)超濾膜技術(shù)具有良好的水資源處理效果，并逐漸將其應(yīng)用于環(huán)境工程水處理工作中。本文簡(jiǎn)要闡述了該技術(shù)的原理以及在水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，并從飲用水凈化、海水處理、工業(yè)廢水處理、城市污水處理四個(gè)角度，概述了該技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的實(shí)踐形式，以期對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的優(yōu)化與發(fā)展產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】超濾膜技術(shù);污水凈化;環(huán)境工程;水處理應(yīng)用

資源匱乏、污水排放量大是我國(guó)水資源面臨的主要問題。而超濾膜技術(shù)既能夠?qū)ι钗鬯?、工業(yè)廢水進(jìn)行高效的處理，又能夠?qū)ＫY源進(jìn)行有效的凈化，同時(shí)還具有成本低、能耗低的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，了解超濾膜技術(shù)的原理、特點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)，探究其在環(huán)境工程水處理中的有效實(shí)踐形式，對(duì)于該技術(shù)的推廣普及、我國(guó)水處理能力的提升以及環(huán)境保護(hù)工程的有效開展具有重要的意義。

一、超濾膜技術(shù)的原理

超濾膜指的是孔徑規(guī)格一致，額定孔徑≤0.01μm的微孔過濾膜，能夠過濾、篩選出粒徑小于孔徑的溶質(zhì)分子。而超濾膜技術(shù)則是一種以超濾膜為核心過濾介質(zhì)，以膜兩側(cè)壓差為驅(qū)動(dòng)力，對(duì)原液進(jìn)行篩分和過濾的技術(shù)。當(dāng)原液流經(jīng)超濾膜表面時(shí)，在壓力差的作用下，粒徑小于膜額定孔徑的溶質(zhì)分子會(huì)穿過超濾膜形成透過液;而粒徑大于額定孔徑的物質(zhì)則被隔離在膜的進(jìn)液側(cè)，形成濃縮液。目前，世界已知最小細(xì)菌的直徑為0.2μm，遠(yuǎn)大于膜孔徑，因此，在利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行水處理時(shí)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)大分子有機(jī)物、懸浮物、鐵銹、泥沙、膠體等大粒徑物質(zhì)的截留，還能夠?qū)?xì)菌進(jìn)行有效截留，從而獲得良好的污水凈化效果[1]。

二、超濾膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用分析

（一）超濾膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

超濾膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：（1）水處理效率高、處理量大，對(duì)于水污染較小的城市，其在飲用水處理方面具有較高的應(yīng)用效率（2）材料化學(xué)穩(wěn)定好。超濾膜具有良好的耐堿、耐酸、耐高溫特性，對(duì)于污染水的水質(zhì)無特殊要求，因此，該技術(shù)具有良好通用性和適用性（3）技術(shù)原理簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)污水的自動(dòng)化處理，從而有效節(jié)約水處理工作的人力投入。同時(shí)，該技術(shù)還具有運(yùn)行安全穩(wěn)定、易于維護(hù)、操作簡(jiǎn)單等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)（4）該技術(shù)屬于物理性過濾法，應(yīng)用過程中無需加入任何化學(xué)制劑，從而有效避免水體的二次污染以及其它環(huán)境污染行為（5）可以通過調(diào)節(jié)濾膜孔徑對(duì)特定物質(zhì)進(jìn)行針對(duì)性過濾，一方面滿足不同的水處理需求;另一方面可以實(shí)現(xiàn)污水中特定物質(zhì)的收集，這些收集到的物質(zhì)加以簡(jiǎn)單處理后可循環(huán)再利用。相較于傳統(tǒng)“徹底性”的污水治理模式，該技術(shù)更有利于資源的循環(huán)利用[2]。

（二）超濾膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用劣勢(shì)

超濾膜技術(shù)的應(yīng)用弊端主要有：（1）利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行水處理時(shí)，需要確保污水的供給壓力，尤其是一些污染嚴(yán)重的水體，只有在特定的供給壓力作用下，超濾膜技術(shù)才能徹底、有效地過濾掉水體中的雜質(zhì)，獲得最好的治理效果。因此，優(yōu)化驅(qū)動(dòng)設(shè)備是應(yīng)用超濾膜技術(shù)進(jìn)行水處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而驅(qū)動(dòng)裝備的更新和優(yōu)化，會(huì)在一定程度上增加水處理工序的復(fù)雜度以及處理成本（2）超濾膜在長(zhǎng)期使用后普遍會(huì)出現(xiàn)膜污染情況，不僅會(huì)影響水處理的質(zhì)量和效率，還會(huì)增加處理設(shè)備的整體能耗。因此，需要定期進(jìn)行超濾膜消毒或更換[3]。

三、超濾膜技術(shù)在水處理中的有效實(shí)踐

（一）海水凈化

我國(guó)人口基數(shù)大，對(duì)水資源的需求量也非常大，從而導(dǎo)致我國(guó)水資源始終處于相對(duì)緊缺的狀態(tài)。而我國(guó)海水資源十分豐富，若能通過相應(yīng)的水處理技術(shù)，提升海水資源的利用率，則能夠有效緩解我國(guó)水資源緊缺的問題。目前，我國(guó)主要采用電滲技術(shù)進(jìn)行海水的一次性淡化處理，但這種處理方法能耗極為龐大。而在海水淡化處理前，利用超濾膜技術(shù)對(duì)海水進(jìn)行預(yù)處理，基于超濾膜突出的分離特性，率先過濾掉海水中大部分的微生物、懸浮顆粒以及鹽分，能夠有效降低后續(xù)淡化處理的能耗，提升處理效率。同時(shí)，還可以將超濾膜技術(shù)與反滲透技術(shù)結(jié)合使用，進(jìn)一步提升海水凈化處理的效果[4]。

（二）飲用水凈化

隨著生活水平和質(zhì)量的提高，國(guó)民對(duì)于生活用水的質(zhì)量也提出了更高的要求。與傳統(tǒng)的飲用水凈化技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)具有更好的原水波動(dòng)適應(yīng)能力，能夠有效實(shí)現(xiàn)膠體物質(zhì)、懸浮顆粒、“兩蟲”、細(xì)菌、藻類、病毒、水生生物以及其它大粒徑有害物質(zhì)的過濾，顯著提升飲用水的凈化效果。但對(duì)于可溶解性有機(jī)物、溶解性鹽、金屬離子以及其它小分子有機(jī)物的截留效果較差。因此，為滿足人們不斷提高的飲用水質(zhì)量要求，通常采用混凝-超濾聯(lián)用、活性炭-超濾聯(lián)用等工藝技術(shù)進(jìn)行飲用水凈化處理[5]。

（三）城市污水處理

隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷深入，城市污水排放量顯著提升，使得城市污水處理成為環(huán)境工程水處理的重要工作內(nèi)容。城市污水中富含大量病原生物、脂肪類物質(zhì)和有機(jī)物，若處理不當(dāng)，這些污水將會(huì)對(duì)城市周邊生態(tài)環(huán)境以及城市居民的身體健康造成嚴(yán)重的危害。利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行城市污水處理，基于超濾膜較強(qiáng)的物化和分離特性，能夠最大程度過濾掉污水中的病菌和有機(jī)物，對(duì)總磷、總氮、氯離子、總?cè)芙怆x子進(jìn)行有效截留，從而達(dá)到治理城市污水的作用。

（四）工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水處理是環(huán)境工程水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。工業(yè)廢水具有排量大、種類多、成分復(fù)雜、環(huán)境威脅大的特點(diǎn)，不僅處理難度大，而且處理成本較高。而利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行工業(yè)廢水處理，能夠顯著提升廢水處理效率和質(zhì)量，降低處理成本。例如，造紙過程的每個(gè)工藝環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生工業(yè)廢水，導(dǎo)致最終排放出的造紙廢水，成分復(fù)雜，富含大量的有毒物質(zhì)和化學(xué)成分，具有極大的危害作用。相較于傳統(tǒng)處理方法，運(yùn)用超濾膜技術(shù)處理造紙廢水，不僅能夠基于超濾膜超高的截留率，顯著提升處理效果，還能夠?qū)U水中具有利用價(jià)值的化學(xué)物質(zhì)有效收集，從而實(shí)現(xiàn)資源資利用。

結(jié)語：

綜上所述，超濾膜具有極強(qiáng)的分離性和極高的截留率，在環(huán)境工程中利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行水處理，不僅能夠顯著提升水處理質(zhì)量、效果，降低處理成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)廢水中有價(jià)值物質(zhì)的回收再利用。可見，該技術(shù)的應(yīng)用，是提升水污染治理能力、實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的重要途徑，因此應(yīng)得到廣泛的推廣。

參考文獻(xiàn)：

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[4]張珊，鄧運(yùn)全，孫林.超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用探究[J].皮革制作與環(huán)?？萍迹?021，2（03）：50-52.

作者簡(jiǎn)介：

王良（1990.04）男，漢，山西省大同市，本科，助理工程師/高級(jí)工，研究方向：水處理/環(huán)保。

（作者單位：華能左權(quán)煤電有限責(zé)任公司）