論環(huán)保工程水處理的超濾膜技術(shù)應(yīng)用

姜桂英

（德州市生態(tài)環(huán)境局夏津分局，山東 德州 253200）

引言：隨著社會發(fā)展步伐的持續(xù)加快，環(huán)境問題正日趨嚴(yán)峻，其中水資源作為維系生態(tài)平衡和人類發(fā)展的典型代表，也在遭受較大影響。然而，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)已經(jīng)不能與快節(jié)奏的發(fā)展步伐相契合，處理效率和質(zhì)量均無法達(dá)到預(yù)期效果。由此可見，在環(huán)保工程水處理環(huán)節(jié)中重視應(yīng)用超濾膜技術(shù)顯得尤為重要。如何將超濾膜技術(shù)運(yùn)用于環(huán)保工程水處理中也成為迫切需要解決的問題之一。

一、超濾膜技術(shù)的主要特征

超濾膜技術(shù)作為的新型水處理技術(shù)之一，相比傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，具備多種優(yōu)勢，可予以充分彌補(bǔ)。主要體現(xiàn)在超濾膜技術(shù)的主要原理是利用濾膜能夠在壓力作用下將水中的大顆粒溶質(zhì)或有機(jī)物等進(jìn)行有效隔離，顯著降低因污染的水資源直接排放于自然環(huán)境中而造成的環(huán)節(jié)污染加重問題。該項(xiàng)技術(shù)也擁有多方面?zhèn)鹘y(tǒng)環(huán)保工程水處理技術(shù)并不具備的特征，例如，超濾膜技術(shù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生改變，耐受溫度可達(dá)140℃，而且即便與化學(xué)物質(zhì)相接處，也不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，充分保證了水處理效率與質(zhì)量的同時，也能大幅降低出現(xiàn)二次污染的概率。超濾膜技術(shù)的處理效率也比較高，能夠做到將水中99.8%的顆粒物、有機(jī)雜質(zhì)等予以清除，便于更好地進(jìn)行水資源循環(huán)利用，減少頻繁的社會活動對水資源總量的過度消耗。從使用的角度來看，超濾膜技術(shù)所需的應(yīng)用裝置成本不高，且安裝、操作均比較簡單，對人工專業(yè)技術(shù)的要求較低，能夠大幅降低環(huán)保工程水處理環(huán)節(jié)的資源投入[1]。

二、超濾膜技術(shù)的分類

（一）短流程處理技術(shù)

短流程處理技術(shù)是超濾膜技術(shù)中最常用的類型之一，主要優(yōu)勢在于對水資源進(jìn)行處理的過程主要依賴于特定的構(gòu)造物，由其來完成污水處理的全過程。期間無須人工干預(yù)，可達(dá)到自動完成的水平。短流程處理技術(shù)能夠?qū)⑽鬯邪挠卸疚镔|(zhì)、金屬離子等大于5μm 的雜質(zhì)予以充分過濾，處理效率十分顯著。這便是短流程處理技術(shù)能夠在工業(yè)污水處理、生活用水過濾等環(huán)節(jié)得到廣泛運(yùn)用的原因之一[2]。然而，短流程處理技術(shù)也具有非常明顯的不足之處，即該項(xiàng)技術(shù)對水資源的污染程度要求較高，主要適用于水污染較低的情況，否則，在高污染的水中短流程處理技術(shù)將難以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢。

（二）膜分離處理技術(shù)

膜分離處理技術(shù)是建立在膜能夠處理雜質(zhì)的基礎(chǔ)上，再將其予以有效分離，提升污水過濾的質(zhì)量。只是膜分離處理技術(shù)對超濾膜有著較高要求，通常情況下，膜分離處理技術(shù)使用的材料孔徑不得超過100nm，才能在水處理過程中發(fā)揮作用。與此同時，對于水污染程度較高的情況，膜分離處理技術(shù)也可與生化技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提升過濾水中雜質(zhì)的能力，保證經(jīng)過處理后的水中有害物質(zhì)含量處于標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，符合正常排放標(biāo)準(zhǔn)，減少對生態(tài)環(huán)境的侵蝕。

（三）組合超濾膜技術(shù)

不同的水處理技術(shù)、超濾膜技術(shù)等相互組合，形成的技術(shù)便稱為組合超濾膜技術(shù)。組合超濾膜技術(shù)能夠?qū)我凰幚砑夹g(shù)難以應(yīng)對多種情況的短板予以合理彌補(bǔ)，促使環(huán)保工程水處理環(huán)節(jié)的效率和質(zhì)量得到充分保障，比如，對于水中有機(jī)物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況，可以將混凝-超濾組合工藝作為主要手段,便于更好地達(dá)到有效處理污水的目的。該項(xiàng)技術(shù)的主要原理在于混凝-超濾組合工藝能夠以微絮體形式將水中有機(jī)分子予以收集并截留，過濾效果自然能夠得到大幅提升。

三、超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中應(yīng)用的主要內(nèi)容

（一）城市水資源處理

1.居民飲用水

居民飲用水是城市水資源處理中的重要環(huán)節(jié)，如果該方面未予以有效控制，不僅會給人們?nèi)粘Ｉ顜碛绊?，也會對健康方面造成?yán)重威脅。同時，隨著社會發(fā)展步伐持續(xù)加快，各類社會活動對水資源造成的破壞也愈加嚴(yán)重，促使能夠用于居民飲用的淡水資源持續(xù)減少的同時，水資源質(zhì)量也在不斷下降。由此可見，為了能夠處理好居民飲用水處理，應(yīng)用超濾膜技術(shù)顯得尤為重要。通過合理運(yùn)用超濾膜技術(shù)能夠?qū)用耧嬘盟械母黝愲s質(zhì)、微生物等予以充分過濾，保障能夠向人們提供良好水質(zhì)，例如，利用PAC-UF 組合工藝便能夠?qū)崿F(xiàn)該目的，也就是借助粉末活性炭-超濾膜組合工藝對居民用水進(jìn)行過濾。該項(xiàng)技術(shù)的主要原理是所運(yùn)用的粉末活性炭能夠與PAC 進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，對飲用水中的大顆粒雜質(zhì)、細(xì)菌等具有強(qiáng)烈的吸附性，能夠及時發(fā)揮過濾和清除的作用，保證水質(zhì)正常。具體實(shí)現(xiàn)方法是在UF 裝置中放入特定量的粉末活性炭，待進(jìn)入水流中便能夠很快產(chǎn)生反應(yīng)，吸附有機(jī)物、細(xì)菌等物質(zhì)后借助UF 膜便能將雜質(zhì)隔離。至于該技術(shù)中采用粉末活性炭的原因?yàn)槠鋵Νh(huán)境產(chǎn)生的污染較小，而且對于酚等物質(zhì)的過濾效果比較明顯。也能通過增量運(yùn)用顯著降低水中高錳酸鉀指數(shù)，提升水質(zhì)[3]。

2.生活污水

生活污水也是城市水資源處理的必要內(nèi)容之一，畢竟，隨著城市化建設(shè)力度持續(xù)加大，城市人口基數(shù)越來越大，每天產(chǎn)生的生活污水總量也非常高，若不能予以充分處理，不僅會加劇對生態(tài)環(huán)境的影響，也會促使城市水資源需求量大的問題始終無法得到解決。針對此類問題，可通過利用超濾膜技術(shù)予以解決，例如，在城市生活污水中大腸桿菌、COD 物質(zhì)等含量比較高，處理過程中若未能予以合理控制，也會對人們的生命健康產(chǎn)生威脅。此時，可通過利用混凝-超濾組合工藝對當(dāng)中的各類有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌等予以清除。至于混凝-超組合工藝的實(shí)現(xiàn)原理是經(jīng)過吸附-電中和、吸附架橋、網(wǎng)捕三個方面的作用，并與超濾膜結(jié)合，再沖洗相互作用下形成的濾餅層中含有的絮狀物，如此便能夠達(dá)到清除水中有機(jī)分子的目的。盡管混凝-超濾組合工藝對于污水中有機(jī)物的清除率較高且成本較低，但是，受到其工藝差異的影響，當(dāng)中仍然存在著許多問題，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行針對性選擇的同時，也需要不斷加強(qiáng)技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)，才能更好地應(yīng)對各類情況。

（二）工業(yè)污水處理

1.食品工業(yè)污水

許多食品企業(yè)也會在生產(chǎn)經(jīng)營過程中排放大量的水資源，只是當(dāng)中還有許多有害物質(zhì)，包括淀粉、糖類營養(yǎng)物質(zhì)等。若未能予以提前處理，這些物質(zhì)將會對周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重侵害，水質(zhì)降低、土壤結(jié)構(gòu)改變等問題也會接踵而至。可以通過超濾膜技術(shù)予以有效控制，避免對生態(tài)環(huán)境造成污染的同時，也能大幅降低資源浪費(fèi)問題，也就是可以通過超濾膜技術(shù)將食品生產(chǎn)企業(yè)排放的水資源進(jìn)行過濾處理，將當(dāng)中的有機(jī)物、COD 物質(zhì)等予以篩除，保證能夠?qū)⒎蠘?biāo)準(zhǔn)的水進(jìn)行排放。期間，也能利用超濾膜技術(shù)將當(dāng)中富含的糖類營養(yǎng)物質(zhì)、成分等予以合理回收再利用，保證生產(chǎn)經(jīng)營中所需資源得以充分利用，也能發(fā)揮控制企業(yè)成本投入，提升經(jīng)濟(jì)效益的作用。

2.造紙工業(yè)污水

雖然我國在信息技術(shù)方面已經(jīng)得到飛速發(fā)展，人們的生活也正趨于數(shù)字化、信息化。然而，針對目前的狀況來看，我國仍然在造紙領(lǐng)域有著較高的需求，產(chǎn)生的資源浪費(fèi)和污水排放等依舊是亟待予以解決的問題。否則，造紙企業(yè)產(chǎn)生的大量污水直接排放至自然環(huán)境中，會加劇生態(tài)污染。主要原因是造紙過程中產(chǎn)生的漿液內(nèi)附帶許多有機(jī)物質(zhì)，一旦大量與生態(tài)相接觸，自然環(huán)境將面臨非常大的污染危機(jī)。因此，可以在造紙工業(yè)污水處理時運(yùn)用超濾膜技術(shù)來解決問題，畢竟，利用超濾膜技術(shù)能夠?qū)⒃旒垵{液中所含的木素等復(fù)雜有機(jī)聚合物以及漂白粉等混合物中的各類分子予以充分截留，保障排放于環(huán)境中的造紙污水不會含有有害物質(zhì)。

3.化工工業(yè)污水

化工企業(yè)排放的污水是主要的工業(yè)污水源頭，也是對生態(tài)系統(tǒng)影響最大的對象。主要體現(xiàn)在化工企業(yè)排放的污水中含有復(fù)雜的化學(xué)成分，若在未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下排放，不僅會給周圍水資源造成破壞，也會引起土壤的二次污染，因此，在處理化工工業(yè)污水時，應(yīng)當(dāng)利用超濾膜技術(shù)予以有效控制，比如，對于化工企業(yè)排放污水溫度也比較高的問題，可利用超濾膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)在高溫下進(jìn)行污水處理，有效降低直接排放時水體溫度過高引起的環(huán)境溫度變化。同時，對于化工排放的污水中酸堿度比較高的情況，也可通過超濾膜予以控制，主要原理是超濾膜可滲透無機(jī)鹽，能夠大幅降低產(chǎn)生雜質(zhì)大量聚集而引起的堵塞，一旦此類情況得以有效規(guī)避，容易造成酸堿度增加的水垢等物質(zhì)產(chǎn)生的影響便會有效降低，調(diào)控酸堿度的目的便可實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，即便超濾膜能夠滲透無機(jī)鹽，依舊需要對超濾膜的堵塞情況予以關(guān)注，反之超濾膜技術(shù)的作用將難以體現(xiàn)。對于化工企業(yè)排放過程中，也會存在高鹽污水的情況，同樣會對周圍環(huán)境中的水體、生物和土質(zhì)等產(chǎn)生危害?？赏ㄟ^超濾-反滲透組合工藝進(jìn)行處理，提高水質(zhì)，降低污染的同時，也能減少對藥劑的依賴，提升成本控制能力[4]。

（三）海水淡化處理

雖然我國有著較為豐富的淡水資源，但是，由于社會發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成的破壞已經(jīng)促使淡水資源正變得越來越少，甚至出現(xiàn)難以滿足人們需求的情況。如果該方面問題無法得到有效解決，人們的生活將會受到嚴(yán)重影響。所以，為了更好地解決此類問題，利用我國海岸線長的優(yōu)勢，可推動進(jìn)行海水淡化處理。只是海水中的有機(jī)化合物、有機(jī)物質(zhì)等總量較高，不適合直接作為滿足人們生活的用水，可通過利用超濾膜裝置將水與各類物質(zhì)進(jìn)行有機(jī)分離，形成能夠供人們使用的淡水。最重要的是，超濾膜技術(shù)使用的裝置不僅成本較低，而且工藝已經(jīng)達(dá)到自動化的水平，可完全自動完成，人工成本需求也不高，可用于大量投入使用。

（四）含油污水處理

在社會活動排放的污水中，含油污水也占有著較高比例，也是環(huán)保工程水處理工作中的重要內(nèi)容。這些含油污水給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重影響的同時，也給人們的日常生活帶來危害，比如，水中含有的浮油不僅會嚴(yán)重降低水質(zhì)，也會攜帶許多細(xì)菌和微生物，如果與周圍的水資源環(huán)境相結(jié)合，必然會引起水體變化，對人們的身體健康也會產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。為了避免此類問題的影響得到蔓延，應(yīng)當(dāng)利用超濾膜技術(shù)對那些含油的污水進(jìn)行充分處理，大幅降低BOD 物質(zhì)的總量，保障油污能夠與水得到有效分離，最大程度減少含油污水對環(huán)境帶來的影響。另一方面，對于石油開采企業(yè)來說，生產(chǎn)作業(yè)時開采的石油中也會含有大量的水，此時若能夠?qū)⑹团c水進(jìn)行有機(jī)分離，便能夠顯著提升開采效率和質(zhì)量。當(dāng)然，石油開采過程中也會出現(xiàn)石油滲透到周圍水體中，從而引發(fā)水體污染的問題。由此可見，利用超濾膜技術(shù)將兩者予以有效分離顯得尤為重要，主要方法為在運(yùn)用超濾膜技術(shù)時增加特定量的化學(xué)藥劑，用于沉淀石油與水，避免流動變化，此時運(yùn)用超濾膜技術(shù)，截留效果便能夠得到顯著提升，開采過程中產(chǎn)生的廢水也能夠得到回收再利用，周圍環(huán)境遭受的污染程度也會明顯降低。

結(jié)論：綜上所述，超濾膜技術(shù)作為的新型水處理技術(shù)之一，能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)水處理技術(shù)的短板，保障人們?nèi)粘Ｐ枨蟮耐瑫r，也能大幅降低水污染引發(fā)的環(huán)境問題。所以，必須要提高對超濾膜技術(shù)的重視，并合理運(yùn)用于城市水資源處理、工業(yè)污水處理、海水淡化處理、含油污水處理等環(huán)節(jié)中，便于更好地增強(qiáng)環(huán)保工程水處理效率和質(zhì)量。