環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的運用

郭東蕊 劉一男

摘?要：超濾膜技術(shù)是一種膜分離技術(shù)，是利用膜之間的壓力差，多孔膜之間的攔截能力，將溶液中的大小不同的顆粒分離開來，達(dá)到凈化、篩分溶液組分的目的。超濾技術(shù)可以有效去除水中的微粒、膠體、熱源以及各種有機物質(zhì)，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，超濾處理工藝是在常溫下進(jìn)行，適合對藥物、酶、果汁等進(jìn)行分離，且處理過程中不需要加熱和添加化學(xué)試劑，不會產(chǎn)生污染，操作簡單、去除率高、運行成本低，因此，廣泛應(yīng)用在環(huán)境工程水處理工藝中。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程;水處理;超濾膜技術(shù);運用

隨著我國環(huán)境工程建設(shè)的不斷發(fā)展，環(huán)境凈化技術(shù)也隨之得到了較大的進(jìn)步，不斷有創(chuàng)新型的環(huán)境凈化技術(shù)被開發(fā)與應(yīng)用，超濾膜技術(shù)就是其中典型的代表。超濾膜技術(shù)由于本身良好的過濾效果，所以被廣泛地應(yīng)用到水污染的處理中，并取得了顯著的效果。超濾膜技術(shù)相對于傳統(tǒng)技術(shù)可以高效率回收污水，提高海水淡化效率，一定程度上解決我國面臨的水資源不均問題，同時大幅度提升環(huán)境工程水處理效率。

1 超濾技術(shù)在飲用水凈化處理過程中的應(yīng)用

由于污水處理不當(dāng)或者飲用水處理工藝簡單，導(dǎo)致飲用水中含有一定微生物、細(xì)菌、病毒等有害微生物，如果人體長期飲用這些不干凈的水源，則對人體健康產(chǎn)生很大的危害，并誘發(fā)各類疾病。以某水廠為例，發(fā)現(xiàn)該水廠的水樣濁度大，含有鐵元素和錳元素、氟化物以及總大腸菌群，水廠水質(zhì)比較差，無法達(dá)到居民飲水標(biāo)準(zhǔn)。因此需要對其進(jìn)行凈化處理，經(jīng)過超濾膜技術(shù)處理后，將超濾技術(shù)應(yīng)用在飲用水處理工藝中，可以去除渾濁水質(zhì)中懸浮顆粒物質(zhì)，出水濁度低于0.2NTU，并去除大腸桿菌等微生物的去除能力超過9999%，氟化物的去除率達(dá)到了60%，可以滿足居民飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。下表為出水水質(zhì)指標(biāo)值：

從上述表格內(nèi)容可以看出，飲用水工程中采用超濾膜技術(shù)以后，其各項指標(biāo)達(dá)到了飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，去除了水樣中的鐵元素、錳元素以及氟化物，各項指標(biāo)滿足飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用的優(yōu)勢與特點

2.1 應(yīng)用優(yōu)勢分析

首先，膜生物反應(yīng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電子工業(yè)廢水中重金屬的攔截，加強廢水的處理，同時還能夠防止出現(xiàn)工業(yè)廢水二次排放以及二次污染的問題。其次，膜處理技術(shù)使用的是新型的透氣膜，能夠起到減小傳質(zhì)阻力并增強傳氧效率的作用。除此之外，這樣的透氣膜能夠支持在高壓的情況下進(jìn)行連續(xù)不斷工作，防止出現(xiàn)因氣泡過大而導(dǎo)致的停留時間過長的問題。最后，在膜生物處理器應(yīng)用的過程中，還能夠有效防止硝化細(xì)菌消失，進(jìn)而在廢水處理的一段時間內(nèi)都能夠保證硝化細(xì)菌的濃度，加快反應(yīng)的速度。

2.2 應(yīng)用劣勢分析

技術(shù)人員在使用膜生物反應(yīng)技術(shù)時會攔截到大量的污染物，長期之后就會出現(xiàn)堵塞的情況，進(jìn)而出現(xiàn)通水量下降。除此之外，技術(shù)人員在日常應(yīng)用膜處理技術(shù)時也需要對其進(jìn)行定期的檢測與維修，這樣就會增加人力物力的投入，進(jìn)而導(dǎo)致維護成本的提高。

2.3 應(yīng)用特點分析

與其他的污染處理技術(shù)相比，膜技術(shù)的特點就在于其物理特性，利用物理特性就能夠?qū)崿F(xiàn)對雜質(zhì)的處理與排除。在處理的過程中也無須投入化學(xué)藥劑。與一般的膜處理技術(shù)相比，超濾膜具有較強的抗污能力，這樣就能夠控制維護的成本，保障水質(zhì)的質(zhì)量。除此之外，超濾膜技術(shù)作為一種先進(jìn)的膜處理技術(shù)，能夠根據(jù)不同雜質(zhì)的大小進(jìn)行過濾，進(jìn)而擴大了雜質(zhì)處理的范圍。同時，超濾膜技術(shù)的操作過程也非常簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)制定壓力的過濾，不用過多的人為干預(yù)，能夠節(jié)省大量的資源。最后，由于電子工業(yè)廢水具有一定的特殊性，因此在處理的過程中應(yīng)該保障其具有較高的耐腐蝕性能，才不會受到酸性物質(zhì)的影響與侵蝕。除此之外，技術(shù)應(yīng)用的過程中還應(yīng)該具備耐高溫的性能，這樣才能夠保障技術(shù)工藝的穩(wěn)定性與適應(yīng)性。

3 超濾膜技術(shù)應(yīng)用在造紙污水處理

造紙工藝是將漿液制造成紙的過程，在造紙工藝中，多個環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生廢水，這些廢水主要可以分為制漿、洗漿、漂白和抄報四個環(huán)節(jié)產(chǎn)生。由于造紙工藝中產(chǎn)生的工業(yè)廢水顏色深、黏度大、pH值比較高、耗氧量高，纖維素和化學(xué)藥品的含量高，增加了污水處理難度。我國主要以麥草作為造紙原料，麥草蒸煮的黑色液體需氧量比較高。草漿黑色液體的流動性差、黏度大、硅元素含量高。將超濾膜技術(shù)應(yīng)用在造紙工藝廢水處理環(huán)節(jié)，可以回收廢液中的半纖維素、木素等物質(zhì)，對廢棄液體進(jìn)行回收利用，黑液中木質(zhì)素的提取率達(dá)到了80%～85%，污水中有機物的去除率達(dá)到了60%～65%。經(jīng)過超濾膜處理后的漂白水，可以去除廢水中大量的有機物質(zhì)、樹脂和色度，提高紙張的白度。

4 超濾膜技術(shù)應(yīng)用在城市污水回收利用

城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市人口大幅度的增長，城市污水的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過城市環(huán)境的自然承載能力和環(huán)境的自凈能力，城市污水如果不能有效處理，直接排放到河流，則可能造成嚴(yán)重污染。將超濾膜技術(shù)應(yīng)用到城市污水處理環(huán)節(jié)，在水里作用時間為12小時，重絡(luò)酸鹽指數(shù)濃度在215—677mg/L之間，超濾膜工藝的濾水量重絡(luò)酸鹽指數(shù)穩(wěn)定在30mg/L上下;如果廢水中的氨氮含量達(dá)到了22.2—41.2mg/L之間，則超濾膜過濾水中的氨氮指標(biāo)超過0.2mg/L，過濾率達(dá)到了90%以上，過濾后水的pH值在7.26—8.79之間，過濾后水的濁度小于0.5。通過超濾膜技術(shù)可以有效過濾居民生活用水、城市下水管道污水以及地面降水等城市污水，通過凈化處理以后，城市污水可以達(dá)到城市生活用水的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

5 超濾膜技術(shù)在海水淡化工程的應(yīng)用

我國是一個缺水的國家，全國超過400個大中城市出現(xiàn)缺水的問題，海水淡化是解決水資源緊缺的重要途徑。將超濾膜技術(shù)應(yīng)用在海水淡化工程中，采用優(yōu)質(zhì)的PVDF原料，這種材質(zhì)結(jié)晶度高、膜絲主體比較均勻，具有良好的分離層和網(wǎng)狀支撐層，具有機械強度高、抗氧化性能好、膜孔徑分布均勻，膜絲強度為10MPa，產(chǎn)水通量為400L/m2·h·bar25℃，基本可以達(dá)到淡水工程的運行要求，處理后，產(chǎn)水濁度低于0.1NTU，淤泥密度指數(shù)小于3，且能耗低，具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

6 超濾膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

一般來說，電子工業(yè)廢水中都含有大量的酸堿溶液與有機物質(zhì)，容易導(dǎo)致廢水以及廢氣難以及時排出，這樣一來就會導(dǎo)致大量酸堿廢水的產(chǎn)生，還會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。使用膜技術(shù)工藝能夠?qū)崿F(xiàn)電子工業(yè)廢水的全面處理，進(jìn)而保障周圍地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市的持續(xù)發(fā)展。要想對電子工業(yè)廢水中的雜質(zhì)與污染物進(jìn)行處理，技術(shù)人員就應(yīng)該嚴(yán)格分析其水質(zhì)的成分。經(jīng)過分析能夠知道，電子工業(yè)飛石中含有大量的有機氮、有機硫等難降解的物質(zhì)，不僅增加了污水處理工作的難度，同時還會造成環(huán)境污染問題。電子工業(yè)污水中的微米級硅晶以及活性成分會導(dǎo)致污泥出現(xiàn)無機化情況，進(jìn)而影響深化系統(tǒng)的處理效率。對此，技術(shù)人員首先應(yīng)該使用預(yù)先去除的方法。由于污水處理池中含有一定的氟離子，技術(shù)人員可以使用異核結(jié)晶的沉淀工藝進(jìn)行處理，降低污水中的氟化物含量，保障其濃度符合排放的標(biāo)準(zhǔn)，之后再使用生物脫氮技術(shù)工藝對污水中的氨氮進(jìn)行過濾處理。除此之外，技術(shù)人員在進(jìn)行工業(yè)廢水處理時，還應(yīng)該充分了解電子工業(yè)廢水的特征，并根據(jù)其特征分析化學(xué)品的原始組合，這是廢水處理的基礎(chǔ)。就目前的情況來看，我國的膜處理技術(shù)已經(jīng)比較成熟，能夠提高電子工業(yè)污水的處理效率。

最后，技術(shù)人員在電子工業(yè)廢水的處理過程中，為了防止出現(xiàn)突發(fā)性事故，還應(yīng)該對可能發(fā)生的環(huán)境事故進(jìn)行全面的處置，防止出現(xiàn)環(huán)境污染情況。除此之外，技術(shù)人員還應(yīng)該加強應(yīng)急事故池的設(shè)置，堅持以人為本的工作處理原則，加強環(huán)境事故的預(yù)防，進(jìn)而提升廢水處理系統(tǒng)的工作效率。除此之外，膜處理技術(shù)本身還具有高效截流的功能，這樣就能夠?qū)⑽⑸锝亓髟诜磻?yīng)器中，最大程度地保障廢水處理過程中微生物的數(shù)量。膜生物技術(shù)能夠處理難以降解的有機污染物，并將其轉(zhuǎn)化為容易降解的物質(zhì)，防止出現(xiàn)活性污泥膨脹等現(xiàn)象。

綜上所述，超濾膜技術(shù)具有過濾效果好、操作簡單、成本低等優(yōu)點，將其運用在環(huán)境工程城市污水回收利用工藝、海水淡化工藝、造紙污水處理以及居民生活飲用水凈化處理工藝中，可以有效去除污水中的有機物質(zhì)、微生物等有害物質(zhì)，提高污水凈化能力，達(dá)到污水處理效果，有效緩解當(dāng)前水資源緊張的局面，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

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作者簡介：郭東蕊（1999—?），女，漢族，遼寧凌源人，本科就讀，學(xué)生，研究方向：環(huán)境系統(tǒng)分析與評價。

*通訊作者：劉一男（1979—?），女，漢族，遼寧人，博士，副教授，研究方向：天然產(chǎn)物的提取及應(yīng)用。