環(huán)保工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用探究

劉 軍

（濱州市生態(tài)環(huán)境局鄒平分局，山東 濱州 256200）

引言

我國(guó)地域遼闊，具有十分豐富的水資源，但是近些年來隨著人口的增加、城市化進(jìn)程的推進(jìn)和工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，我國(guó)也出現(xiàn)了水資源危機(jī)，一方面因污水處理技術(shù)不到位導(dǎo)致水資源污染嚴(yán)重，另一方面在人們生活水平提高的同時(shí)，對(duì)水的質(zhì)量提出更高的要求，因此環(huán)境工程中的水處理已經(jīng)成為目前亟需解決的重要問題之一。超濾膜技術(shù)能夠提高水處理的效率和質(zhì)量，并加強(qiáng)對(duì)水資源的循環(huán)使用，非常符合我國(guó)關(guān)于綠色可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，因此被廣泛應(yīng)用于環(huán)保工程水處理中。為了進(jìn)一步提高環(huán)境工程中的水處理質(zhì)量，有效改善水環(huán)境，技術(shù)人員就必須要不斷改進(jìn)和創(chuàng)新超濾膜技術(shù)，為人們的生活、生產(chǎn)提供更加安全的用水保障。

1 超濾膜技術(shù)概述

1.1 原理

超濾膜技術(shù)是一種新型的水處理技術(shù)，在環(huán)境工程水資源處理的過程中具有非常重要的支持作用。該項(xiàng)技術(shù)的工作原理是對(duì)水體中的化學(xué)物質(zhì)、微生物、雜質(zhì)等一些有毒、有害物質(zhì)進(jìn)行凈化、篩選和處理，同時(shí)利用分離技術(shù)，再借助一些分子含量較低的溶質(zhì)或者溶劑，結(jié)合液體壓強(qiáng)的作用，加快水體中物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，使這些物質(zhì)能夠快速地從超濾膜的一端移動(dòng)到另一端，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高分子物質(zhì)的剝離和篩除，并且具有便捷、高效、高精度的特點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，超濾膜技術(shù)能夠有效提升水處理的效率和質(zhì)量，同時(shí)超濾膜技術(shù)的應(yīng)用還減少了水處理過程中的占地面積，因而有效減少了資源浪費(fèi)。

1.2 特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，超濾膜技術(shù)具有以下顯著的特點(diǎn)：（1）穩(wěn)定性。超濾膜技術(shù)能夠在高溫環(huán)境中進(jìn)行正常作業(yè)，同時(shí)也不需要較多的傳感器，因而具有較好的穩(wěn)定性。（2）安全性。利用超濾膜技術(shù)能夠觀察水中一些微生物的變化，從而得到水質(zhì)是否安全的結(jié)論。（3）高效性。應(yīng)用超濾膜技術(shù)不僅會(huì)減少混凝劑等化學(xué)物質(zhì)的加入，防止水資源出現(xiàn)二次污染，而且還能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)水體表面沉浮物的凈化處理，有效降低了水資源的渾濁度，提高了水體凈化的效果。（4）造價(jià)低。超濾膜技術(shù)不僅具備穩(wěn)定性、安全性和高效性的特點(diǎn)，而且其污水處理成本較低。目前，相關(guān)部門投入了大量的資金、人力和設(shè)備用于超濾膜技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，旨在推動(dòng)超濾膜技術(shù)的發(fā)展，并為人們的生產(chǎn)、生活提供更加健康和標(biāo)準(zhǔn)的水資源。

1.3 類型

1.3.1 雙膜凈水處理技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用范圍廣闊，對(duì)一些水硬度較高地域的水體起到了有效的改善作用。以我國(guó)沿海地區(qū)和水資源重污染地區(qū)為例，雙膜凈水處理技術(shù)通過其超濾和反滲透等技術(shù)的應(yīng)用，能夠從源頭上提取待處理的水成分，有效提升了水處理的效率和質(zhì)量，進(jìn)而為該地區(qū)提供優(yōu)質(zhì)的水資源。

1.3.2 短流程凈水技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)是通過多種水處理工藝的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的高效處理。另外，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的同時(shí) 要求不高，因此不需要對(duì)水處理工程進(jìn)行擴(kuò)建，只需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行一些有效的改進(jìn)。短流程凈水技術(shù)在應(yīng)用過程中，不需要大量超濾膜，所以其水壓相對(duì)較低，即降低了成本，同時(shí)又減少了超濾膜污染問題。

1.3.3 超濾凈水處理技術(shù)

超濾凈水處理技術(shù)是通過使用微濾膜與次濾膜結(jié)合成的超濾膜，該技術(shù)了提高對(duì)高分子污染物和微生物的過濾作用，因此廣泛應(yīng)用于有機(jī)物廢水的處理中。以城市生活污水為例，其中含有大量的有機(jī)物，通過超濾凈水處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)ζ淦鸬胶芎玫倪^濾作用，從而進(jìn)一步提高了廢水的處理效率和質(zhì)量[1]。

1.4 優(yōu)劣勢(shì)

超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分明顯，首先是其應(yīng)用效果良好，大量實(shí)踐已經(jīng)表明，超濾膜技術(shù)能夠有效提升污水處理的效率和凈化效果，現(xiàn)時(shí)減少了化學(xué)試劑的使用，因而不會(huì)對(duì)水體和環(huán)境造成二次污染；其次應(yīng)用范圍廣，超濾膜技術(shù)能夠應(yīng)用于各類污水的處理中，并且都具有良好且穩(wěn)定的處理效果，而且在一些高溫的環(huán)境中，仍然可以有效發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，因而超濾膜技術(shù)呈現(xiàn)出了較廣泛的適用性；最后降低了污水處理的成本，超濾膜技術(shù)的操作過程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且具有自動(dòng)化和機(jī)械化的優(yōu)勢(shì)，減少了人力成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 環(huán)境溫度 在生理溫度和Na2+濃度條件下，MSU晶體的溶解度為0.68 mg/L；當(dāng)溫度從37℃降為35℃時(shí)，尿酸鹽的溶解度即從0.68 mg/L降低到0.6 mg/L；溫度低于25℃時(shí)，MSU在血漿中的溶解度迅速降至原來的1/4[10]。而人體許多外周組織和關(guān)節(jié)溫度低于37℃，即使在正常尿酸濃度下，這些部位血漿中的MSU也可能長(zhǎng)期處于過飽和狀態(tài)。痛風(fēng)石常發(fā)生在四肢、耳廓等部位可能與此有關(guān)。盡管血漿局部過飽和與尿酸鹽沉積有關(guān)，但在健康人中很少發(fā)生，因此痛風(fēng)患者尿酸鹽沉積的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。對(duì)于升高局部溫度能否促進(jìn)尿酸鹽結(jié)晶的吸收，從而達(dá)到消除痛風(fēng)石的目的，還有待進(jìn)一步研究。

超濾膜技術(shù)的應(yīng)用劣勢(shì)主要是對(duì)氮、氨等一些具有高溶解性的物質(zhì)處理效果不理想。另外，工作人員在使用超濾膜時(shí)要注意不能被太陽(yáng)直射，必須要在有遮擋的位置使用，才能保證超濾膜的過濾效果，同時(shí)超濾膜也不能在冰凍環(huán)境使用，會(huì)影響其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

2 超濾膜技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題

超濾膜技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，且具有良好的應(yīng)用效果，但是在各種因素的影響下，超濾膜在使用過程中還存在著一定的問題。首先，應(yīng)用超濾膜難免會(huì)產(chǎn)生膜污染問題。因?yàn)槌瑸V膜主要是通過膜沉淀來降低水體中滲透性污染物的含量，但同時(shí)膜自身也會(huì)受到一定程度的污染，導(dǎo)致膜的沉淀功能減弱。對(duì)超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化能夠有效緩解膜污染的速度，因而通過凈化材料和凈化流程的優(yōu)化可以降低超濾膜技術(shù)運(yùn)行的成本。其次，應(yīng)用超濾膜技術(shù)時(shí)需要借助壓力進(jìn)行，只有在壓力的作用下才能更好地使水體順利通過膜系統(tǒng)到達(dá)另一側(cè)。但同時(shí)壓力的使用也提高了超濾膜技術(shù)的應(yīng)用難度。最后，超濾膜技術(shù)還存在著改進(jìn)的空間，由于超濾膜技術(shù)的發(fā)展歷程較短，缺乏相關(guān)的系統(tǒng)理論支持，因此在技術(shù)應(yīng)用方面仍存在著較大的改進(jìn)空間。

3 環(huán)保工程水處理中超濾膜技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 凈化飲用水

飲用水資源是人類賴以生存的重要資源之一，近年來，隨著生態(tài)環(huán)境的破壞和污染，地球表面水資源和地下水資源都受到了不同程度的破壞，因而導(dǎo)致水資源不能被直接飲用。超濾膜技術(shù)在凈化飲用水方面具有十分突出的優(yōu)點(diǎn)：首先凈化效果良好，對(duì)于污染較嚴(yán)重的淡水資源，應(yīng)用超濾膜技術(shù)會(huì)更加安全、經(jīng)濟(jì)、高效[2]。通過混凝沉淀法聯(lián)合超濾膜技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)水資源中有害物質(zhì)和雜質(zhì)的有效過濾，而且還充分過濾了水體中的微生物，進(jìn)一步保障了水資源的安全性，使其凈化程度和質(zhì)量符合飲用水的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。其次利用超濾膜技術(shù)能夠?qū)用裆钣盟M(jìn)行凈化、回收和再利用，不僅使水源的凈化度達(dá)到90%以上，而且還有效降低了生活污水的凈化成本，因此超濾膜技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)保工程中生活用水處理的關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 處理生活污水

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ畹挠盟吭絹碓酱?，因而產(chǎn)生了大量生活污水，如果直接排放，一方面會(huì)造成對(duì)水資源的污染，另一方面也會(huì)造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，所以政府相關(guān)部門必須要高度重視對(duì)生活污水的處理。超濾膜技術(shù)的應(yīng)用盡管不能直接將生活污水處理凈化成飲用水，但是這些凈化后的生活污水可以直接用于城市綠化和消防，從而有效提升了廢水的回收利用，降低了城市建設(shè)的用水消耗。另外超濾膜技術(shù)的應(yīng)用還在很大程度上降低了居民對(duì)水資源的污染和破壞，對(duì)自然水資源起到了很好的保護(hù)作用，一方面有效避免了生態(tài)水環(huán)境的退化，另一方面對(duì)生態(tài)環(huán)境起到了很好的保護(hù)作用，為居民創(chuàng)造了安全、舒適的生存環(huán)境。

3.3 處理工業(yè)廢水

3.3.1 食品加工廢水處理

食品生產(chǎn)也會(huì)產(chǎn)生大量污水，且這些污水具有微生物含量高的特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境和人體健康造成了一定威脅，所以必須要采用有效的技術(shù)措施降低食品廢水的污染程度，使其能夠達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。超濾膜技術(shù)應(yīng)用于食品加工廢水的處理中，不僅能夠通過提取的方式，提取酵母等物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其重復(fù)利用的目的，而且還能夠通過降低廢水中污染物質(zhì)的含量來減少?gòu)U水排放對(duì)環(huán)境造成的污染。經(jīng)過多項(xiàng)實(shí)踐證明，超濾膜技術(shù)在食品廢水處理過程中，表現(xiàn)出穩(wěn)定的化學(xué)性能，且具有較高的環(huán)境價(jià)值，因此可以在食品工業(yè)廢水處理中進(jìn)行推廣，進(jìn)一步促進(jìn)食品工業(yè)更好的發(fā)展。

3.3.2 造紙污水處理

盡管造紙行業(yè)會(huì)造成較大的水污染，但是在社會(huì)發(fā)展、紙張需求量日益增長(zhǎng)的時(shí)代背景下，造紙行業(yè)仍取得了較快的發(fā)展，相應(yīng)地造紙工業(yè)廢水的處理量也在日漸增多。造紙廢水具有污染程度高、處理難度大、易造成二次污染等特點(diǎn)，因此必須采用先進(jìn)的超濾膜技術(shù)。超濾膜技術(shù)應(yīng)用于造紙工業(yè)廢水處理的流程為：首先將造紙工業(yè)廢水濃縮成紙漿水溶液，其作用在于提高廢水的處理效率，同時(shí)降低對(duì)自然水資源的污染；其次采用超濾膜技術(shù)能夠?qū)υ旒埞I(yè)污水中的木素、半纖維素、有機(jī)物等進(jìn)行高效地去除，并有效提高了木素的回收率；最后超濾膜技術(shù)能夠?qū)U水進(jìn)行脫色，這種造紙工業(yè)廢水的分離、凈化技術(shù)方法，有效提升了廢水的處理效率和資源的回收利用。

3.3.3 電鍍污水處理

電鍍企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的電鍍廢水，這些廢水中含有大量銅、鎳等重金屬離子，若不經(jīng)過有效處理就排放，會(huì)造成環(huán)境污染，并且這種污染物長(zhǎng)時(shí)間都得不到降解，進(jìn)而對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。同時(shí)電鍍工業(yè)污水還具有生化性能差的特點(diǎn)，污水中大多數(shù)的離子都不能被微生物吸收和降解。傳統(tǒng)的電鍍污水處理方法就是電解法，這種方法一方面在污水處理過程中會(huì)消耗大量能源，另一方面采用電解方式不能有效回收利用污水中的大部分離子，因而造成大量資源的損失和浪費(fèi)[3]。超濾膜技術(shù)應(yīng)用于電鍍工業(yè)污水處理具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)：首先提高了有機(jī)物和重金屬的去除率；其次降低了電鍍廢水對(duì)自然環(huán)境和人體健康的影響；再次通過超濾膜技術(shù)與反滲透技術(shù)的結(jié)合，提高了污水處理效果，并實(shí)現(xiàn)了廢水的二次利用；最后降低了電鍍污水處理的能耗，使電鍍行業(yè)能夠向可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。

3.3.4 含油污水處理

含油污水主要包括漂浮、分散和乳化三種類型，傳統(tǒng)的處理方式包括沉淀、活性炭吸附等方式。但是乳化類型的含油污水中包含了大量的有機(jī)物和表面活性劑，并且其油分主要以離子狀態(tài)存在，增加了污水處理的難度。將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于含油污水處中，一方面能夠使水和水中的一些低分子有機(jī)物迅速穿過超濾膜，有效隔絕了油分、高分子有機(jī)物等物質(zhì)，起到了良好的去油效果，另一方面還實(shí)現(xiàn)了COD和BOD的有效隔離，從而提高了含油污水的處理效果。

3.4 淡化海水

眾所周知，地球的淡水資源緊缺，并隨著人口的增長(zhǎng)和工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了用水危機(jī)。盡管地球上有70%的面積被海水覆蓋，但是海水無法直接使用，必須要經(jīng)過相關(guān)處理。相較于傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)、反滲透、壓蒸汽蒸餾等海水淡化方式，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)。一方面超濾膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水質(zhì)和反滲透系統(tǒng)進(jìn)水量的有效調(diào)控，提高了水質(zhì)，另一方面超濾膜技術(shù)能夠?qū)σ恍啙岫容^高的海水進(jìn)行充分過濾，從而實(shí)現(xiàn)了良好的凈化效果[4]。

3.5 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在各種污水處理過程中，質(zhì)檢人員要對(duì)污水處理效果進(jìn)行檢測(cè)，包括污水的性質(zhì)和特征等。在污水處理凈化完畢后還要進(jìn)行更加精準(zhǔn)的檢測(cè)，進(jìn)而強(qiáng)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)的力度。首先在污水處理之前要對(duì)其物質(zhì)成分進(jìn)行全面檢測(cè)和了解；其次在完成水體凈化后，要對(duì)其物質(zhì)成分進(jìn)行再次檢測(cè)和了解，并通過兩次結(jié)果的對(duì)比分析，得出超濾膜技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果；最后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷水質(zhì)是否符合相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，如果水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，則要對(duì)超濾膜技術(shù)的流程和應(yīng)用方式進(jìn)行調(diào)整，再進(jìn)行二次凈化處理，并按照檢測(cè)流程進(jìn)行操作，直至水質(zhì)達(dá)標(biāo)方可進(jìn)行排放。

4 加強(qiáng)超濾膜技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新的有效策略

4.1 與傳統(tǒng)處理方式相結(jié)合

在環(huán)境工程水處理過程中，傳統(tǒng)的處理方式和超濾膜技術(shù)各具優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。盡管超濾膜技術(shù)取得了快速的發(fā)展和良好的效果，但是過程在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍存在著一些不足。因此，在環(huán)境工程水處理中，需要將超濾膜技術(shù)與其他水處理技術(shù)進(jìn)行有效地結(jié)合，進(jìn)一步提高水處理系統(tǒng)的整體性能。如超濾膜技術(shù)與活性炭技術(shù)相結(jié)合，一方面可以延長(zhǎng)超濾膜的使用壽命，提高污水的處理效率，現(xiàn)時(shí)還能進(jìn)一步降低污水處理的成本，另一方面還增強(qiáng)了超濾膜的強(qiáng)度，提高了污水處理的效果。

4.2 不斷改進(jìn)和創(chuàng)新處理技術(shù)

超濾膜技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用要充分結(jié)合應(yīng)用的實(shí)際情況，對(duì)其技術(shù)和應(yīng)用方法進(jìn)行不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新?，F(xiàn)階段，超濾膜的使用呈現(xiàn)出優(yōu)良的性能，尤其是較強(qiáng)的污水處理凈化能力。

隨著污水處理標(biāo)準(zhǔn)的提高，相關(guān)技術(shù)人員必須要不斷研究和改進(jìn)超濾膜技術(shù)，解決更多污水處理問題。通過超濾膜技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新進(jìn)一步提升污水處理的效率和質(zhì)量，減少對(duì)周邊環(huán)境的污染[5]。

4.3 有效提高使用效率和性能

為了充分發(fā)揮超濾膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并提升超濾膜技術(shù)的技術(shù)特性，相關(guān)工作人員必須要將該技術(shù)與其他處理工藝相結(jié)合，提高其使用效率和性能。首先要利用超濾膜技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)保工程的水處理過程，并充分了解和掌握其工作特點(diǎn)；其次是要將超濾膜技術(shù)與其他污水處理工藝相結(jié)合，一方面有效發(fā)揮超濾膜技術(shù)的特性，另一方面還可以提高污水處理的質(zhì)量；再次要綜合考慮超濾膜技術(shù)在應(yīng)用過程中產(chǎn)生的污染問題，進(jìn)而選擇更合適的超濾膜，以確保污水處理的有效性和超濾膜作用最大程度地發(fā)揮；最后要提前制定好應(yīng)急方案，針對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的污染問題進(jìn)行預(yù)防，從而有效保障超濾膜技術(shù)使用的成效。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超濾膜技術(shù)作為一種新型的污水處理技術(shù)，具有十分顯著的特點(diǎn)，該技術(shù)不僅能夠降低能耗，而且還能夠有效控制污水處理成本。超濾膜技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于我國(guó)各種類型的污水處理工作中，并取得了良好的效果，對(duì)環(huán)境保護(hù)工作起到了積極的促進(jìn)作用，同時(shí)有效提升了我國(guó)水資源的循環(huán)利用。