超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程廢水處理中的優(yōu)勢及應(yīng)用研究

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）06-0257-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.075

Research on the Advantages and Application of Ultrafiltration Membrane Technology in Environmental Engineering Wastewater Treatment

LI Huabei1，2

（1.YellowRiver Conservancy Technical University;

2.Henan Engineering Technology Research Centerof Green Coating Materials，Kaifeng475O04，China）

Abstract：Forsmallsuspended particlesbacteria，andsomesolublepolutants inwater，conventional waterpurification methods have limited removal effectsand cannot meet current water quality requirements.Asanadvanced separation technology，ultrafiltrationmembranetechnologyhastheadvantagesofexcellentfiltrationcapacity，simpleoperationprocess， and economical maintenance cost，and has been widelyused in water treatment projects inthe fieldof environmental protection.Based on this，we willconduct in-depth research on the specific application of ultrafiltration membrane technologyinwastewatertreatmentinenvironmentalengineering，promoteinnovationanddevelopmentofwatertreatment technology，ensure the safetyof drinking waterfor people，and promote thesustainableutilizationof waterresources.

Keywords：wastewater;ultrafiltration membrane technology;advantages

在我國環(huán)境工程中，廢水處理是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的任務(wù)。然而，部分區(qū)域在追求經(jīng)濟(jì)增長的過程中忽略了對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，導(dǎo)致我國各地頻發(fā)水污染?；诖?，國家加大了對各種廢水處理的關(guān)注，積極推進(jìn)水處理技術(shù)的創(chuàng)新與普及。超濾膜技術(shù)可以有效利用生物膜過濾凈化廢水中的有害水質(zhì)，有效處理城市工業(yè)廢水和生活廢水。

1超濾膜技術(shù)的機(jī)理

超濾膜技術(shù)是一種基于篩分原理的膜分離技術(shù)，利用具有微觀孔徑的半透膜實(shí)現(xiàn)溶液中溶質(zhì)與溶劑的分離。在此過程中，液體與能透過膜的小分子物質(zhì)匯集至膜的另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)了污染物與水分的分離，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)通過分子級別的篩選，有效隔離病毒、懸浮顆粒及藻類等雜質(zhì)。由于膜材質(zhì)與面積的差異，超濾膜凈化效能也各有不同，在環(huán)保領(lǐng)域的水處理工作中可根據(jù)需要靈活運(yùn)用。通過理論與實(shí)證研究，確認(rèn)了超濾技術(shù)孔徑通常介于0.002～0.100μm ，能夠有效阻擋 500～500000nm 的顆粒物。另外，依據(jù)凈化要求標(biāo)準(zhǔn)，可以通過算法來測定膜材的阻力，從而打造出滿足特定要求的超濾膜。這種膜材能夠有選擇性地讓某些分子通過，達(dá)到篩選截留的目的，讓水質(zhì)更加符合標(biāo)準(zhǔn)[]。

2環(huán)境工程廢水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1出水穩(wěn)定且水質(zhì)純凈

超濾膜技術(shù)特有的微孔結(jié)構(gòu)，能夠有效篩選出水體中的細(xì)小顆粒、懸浮雜質(zhì)、大型有機(jī)分子以及某些微生物，極大提升了水質(zhì)的透明度和清潔度。在凈化生活用水時(shí)，超濾膜技術(shù)能有效去除水中的色素、渾濁物以及大部分病原微生物，保障水質(zhì)符合安全飲用要求。在工業(yè)廢水處理環(huán)節(jié)，超濾膜技術(shù)能夠有效去除重金屬離子、頑固有機(jī)污染物以及有毒的無機(jī)物質(zhì)，確保處理后的水質(zhì)達(dá)到再循環(huán)使用或排放的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2操作十分便捷

傳統(tǒng)的水凈化流程通常涉及煩瑣的操作步驟，手動干預(yù)頻繁，步驟間的執(zhí)行耗時(shí)較長。只有當(dāng)所有步驟的處理質(zhì)量均達(dá)標(biāo)時(shí)，才能確保最終水質(zhì)符合要求。而超濾膜技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的水處理應(yīng)用中，則簡化了處理流程，能迅速去除水中的污染物。在特定環(huán)境下，超濾膜能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的自動篩選，從而提高了處理效率，有利于加快處理流程，降低人力成本。

2.3 用途比較廣泛

在微型給水裝置中，超濾膜技術(shù)充當(dāng)核心的凈化工序，即使在較小流速下也能生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的潔凈水。在規(guī)模龐大的城市給水網(wǎng)絡(luò)中，超濾膜技術(shù)往往與多種水凈化方法（預(yù)處理步驟和后續(xù)消毒環(huán)節(jié)等）結(jié)合應(yīng)用，以保障大規(guī)模給水的安全與穩(wěn)定。例如，在基礎(chǔ)設(shè)施較為落后的鄉(xiāng)村地帶，超濾系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成模塊化結(jié)構(gòu)，便于安裝與保養(yǎng)，從而滿足當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣盟枨?。至于城市區(qū)域，超濾膜技術(shù)則可以被整合在大型水處理設(shè)施中，高效移除水內(nèi)的微生物、懸浮顆粒以及部分可溶性污染物，確保了城市居民用水的優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3超濾膜技術(shù)在不同廢水處理中的具體應(yīng)用

3.1電鍍廢水處理

隨著我國工業(yè)化的快速推進(jìn)，工業(yè)廢水產(chǎn)量急劇攀升。盡管各地工業(yè)水平存在差異，然而遵循國家環(huán)保政策，所有企業(yè)均需處理排放的廢水，防止對周邊自然環(huán)境和居民健康造成負(fù)面影響，不遵守規(guī)定的企業(yè)將面臨相應(yīng)的懲處。電鍍行業(yè)排放的廢水含有大量不同種類的金屬離子，這些金屬離子在化學(xué)處理過程中極易生成二次污染物。例如，傳統(tǒng)的電解法不僅凈化效果有限，還伴隨著高昂的運(yùn)營成本。因此，選擇適宜的水處理手段顯得尤為關(guān)鍵。目前，超濾膜技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于電鍍行業(yè)廢水的處理工作，同時(shí)被攔截的金屬離子還可回收利用。經(jīng)過處理的水質(zhì)可再次用于生產(chǎn)過程，這不僅增加了水處理的回報(bào)率，也極大提高了處理效率和經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3.2含油廢水處理

各類產(chǎn)業(yè)活動中產(chǎn)生的含油廢水來源多樣，如機(jī)械制造中使用機(jī)油后產(chǎn)生的廢水、石油開采時(shí)的采油作業(yè)廢水、各類設(shè)備潤滑所需的潤滑油在使用后所形成的廢水等。這些活動不可避免地產(chǎn)生含油廢水并排放。同時(shí)，居民的日常飲食和餐飲服務(wù)業(yè)在烹飪過程中也會產(chǎn)生含油廢水。例如，在食物制作完畢之后，處理剩菜殘?jiān)约扒逑床途叩倪^程中，不可避免地會產(chǎn)生大量的含油廢水。這些廢水含有各式各樣的油脂，使得油水分離變得復(fù)雜，而且這類油水混合廢物的特性與其他種類的廢水相比，有著明顯的差異。廢水表層覆蓋的油脂、水中分散的油滴以及含有表面活性劑的油脂，它們的流動特性均不相同，因此在處理這類廢水時(shí)，必須采取特定的處理措施。針對油脂浮于水面和分散油滴這兩種形態(tài)的含油廢水，可以采用物理方法進(jìn)行高效的油污處理，借助機(jī)械攪拌促使油珠下沉，進(jìn)而完成油水分離，隨后使用活性炭等吸附材料，以去除殘余的油分，從而實(shí)現(xiàn)徹底水油分離的目的。盡管這種方法能夠去除廢水中的油分，但水的純凈度還需提高，而對于那些添加乳化劑的油脂，常規(guī)清洗手段難以清洗干凈。這種情況下，運(yùn)用超濾膜技術(shù)將大分子油脂成分以及較大型的污染物質(zhì)、雜質(zhì)，從水分子和安全的微小分子中分離出來，實(shí)現(xiàn)油分子的有效攔截，進(jìn)而凈化水體。此外，超濾膜技術(shù)能夠去除廢水中的生化需氧量和化學(xué)需氧量，進(jìn)一步優(yōu)化含油廢水的處理效果。

3.3造紙污水處理

在造紙企業(yè)的生產(chǎn)過程中，浸漬和清洗等步驟，不僅消耗大量水資源，還產(chǎn)生了大量污水。部分造紙?jiān)牧虾杏泻Τ煞?，?dǎo)致排出的廢水含有眾多有害物質(zhì)，如果不經(jīng)處理直接排入自然水體或土壤，將對生態(tài)環(huán)境及人類健康造成嚴(yán)重影響。超濾膜技術(shù)能夠有效去除造紙廢水中的污染物，如木質(zhì)素、漿料等，同時(shí)能夠回收廢水中的漂白劑和漿料。這些原本視作廢料和污染源的物質(zhì)，通過超濾膜技術(shù)得以徹底攔截，并在二次加工后轉(zhuǎn)化為其他可利用資源，不僅實(shí)現(xiàn)了資源最大化利用，也有效防止了二次污染的產(chǎn)生。

3.4生活污水處理

在日常生活中，廚房、衛(wèi)生間等地，均會產(chǎn)生并排放出大量的生活廢水。這類廢水盡管毒性不高，但含有較多的無機(jī)鹽分，如果不經(jīng)處理直接排放，將對自然環(huán)境產(chǎn)生不良影響。因此，必須處理生活廢水，確保水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，以減輕無機(jī)鹽對環(huán)境的污染負(fù)擔(dān)。隨著人們環(huán)保意識的提升，對于生活污水的處理也日益得到重視。超濾膜技術(shù)的進(jìn)步引起了大眾的廣泛關(guān)注，并逐漸被應(yīng)用于生活廢水的處理過程。通過超濾膜技術(shù)處理廢水，能夠有效地去除水中的有害成分，確保處理后的水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，減輕對環(huán)境的影響。同時(shí)，經(jīng)過凈化的廢水可用于農(nóng)業(yè)灌溉，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了水資源的保護(hù)[4]

3.5海水的淡化處理

我國海域遼闊，海水資源十分充裕，然而海水未經(jīng)處理無法直接作為飲用水。為了緩解城市日益增長的用水壓力，必須對海水進(jìn)行脫鹽處理。在水處理環(huán)保領(lǐng)域，常用的多級蒸發(fā)、逆滲透和電滲析等方法雖能實(shí)現(xiàn)海水淡化，但產(chǎn)出淡水總量有限，水質(zhì)純度也不高，盡管投入的成本巨大，但淡化效率不夠理想，整體效益偏低。采用超濾膜技術(shù)進(jìn)行海水淡化，能夠有效實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化和鹽分去除，脫鹽率和去除率均可達(dá)到97% ，不僅大幅提高了海水轉(zhuǎn)換為淡水的比例，提升了我國淡水資源儲備量，而且產(chǎn)出的淡水水質(zhì)純凈透明，足以應(yīng)對居民日常生活用水的要求[5。超濾膜技術(shù)能夠減少了企業(yè)的運(yùn)營成本，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4超濾膜技術(shù)未來發(fā)展趨勢

超濾膜技術(shù)作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的水處理新技術(shù)，受到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。但是，超濾膜技術(shù)在實(shí)際操作中面臨若干挑戰(zhàn)，限制了其在水處理行業(yè)中的高效運(yùn)用。因此，相關(guān)部門需致力于優(yōu)化這項(xiàng)技術(shù)，強(qiáng)化對超濾膜的研發(fā)投入，以期提升其性能，進(jìn)而推動其在環(huán)保工程中的更廣泛應(yīng)用。例如，聚焦于膜材料的種類和生產(chǎn)工藝。在環(huán)保行業(yè)中被廣泛運(yùn)用的薄膜材質(zhì)主要有聚丙烯腈纖維素和聚礬纖維素等類型。尤其是聚丙烯腈纖維素，它憑借優(yōu)異的耐化學(xué)侵蝕能力、良好的耐高溫特性、較高的機(jī)械性能以及穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，贏得了業(yè)界的廣泛肯定。然而，聚丙烯腈纖維素材料在耐酸堿性、防污染能力以及對水質(zhì)的凈化效果上存在不足。未來，科研機(jī)構(gòu)需針對這些問題，研發(fā)出成本效益高、耐酸堿、抗污染的新材料。同時(shí)，進(jìn)一步改良膜的制備技術(shù)，增強(qiáng)膜的運(yùn)行可靠性，延長其使用壽命，確保其在實(shí)際操作中的效能。此外，需探索超濾膜與其他水處理技術(shù)的融合應(yīng)用。鑒于我國水環(huán)境問題的緊迫性，相關(guān)部門應(yīng)重視超濾膜與多種技術(shù)結(jié)合的運(yùn)用策略。

5結(jié)論

超濾膜技術(shù)是一種先進(jìn)的水質(zhì)凈化技術(shù)，在處理多種污廢水的問題上，表現(xiàn)出令人滿意的成效。它不僅擁有出色的處理能力，而且能夠高效地清潔水質(zhì)，適應(yīng)了各種水環(huán)境治理的復(fù)雜需求。盡管如此，由于污水中含有的成分復(fù)雜多變，超濾膜技術(shù)也面臨著一定的限制。為了促進(jìn)超濾膜技術(shù)的普及使用，提升水處理的整體效果，迫切需要提高超濾膜技術(shù)的操作熟練度，并且要努力降低運(yùn)行成本。通過融合多種科學(xué)有效的處理方法，確保實(shí)現(xiàn)水體的徹底過濾，進(jìn)而提升水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化水資源利用效率。

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