环境工程水处理中超滤膜技术的运用

    郭东蕊 刘一男

    

    摘?要：超滤膜技术是一种膜分离技术，是利用膜之间的压力差，多孔膜之间的拦截能力，将溶液中的大小不同的颗粒分离开来，达到净化、筛分溶液组分的目的。超滤技术可以有效去除水中的微粒、胶体、热源以及各种有机物质，与传统的分离技术相比，超滤处理工艺是在常温下进行，适合对药物、酶、果汁等进行分离，且处理过程中不需要加热和添加化学试剂，不会产生污染，操作简单、去除率高、运行成本低，因此，广泛应用在环境工程水处理工艺中。

    关键词：环境工程;水处理;超滤膜技术;运用

    随着我国环境工程建设的不断发展，环境净化技术也随之得到了较大的进步，不断有创新型的环境净化技术被开发与应用，超滤膜技术就是其中典型的代表。超滤膜技术由于本身良好的过滤效果，所以被广泛地应用到水污染的处理中，并取得了显著的效果。超滤膜技术相对于传统技术可以高效率回收污水，提高海水淡化效率，一定程度上解决我国面临的水资源不均问题，同时大幅度提升环境工程水处理效率。

    1 超滤技术在饮用水净化处理过程中的应用

    由于污水处理不当或者饮用水处理工艺简单，导致饮用水中含有一定微生物、细菌、病毒等有害微生物，如果人体长期饮用这些不干净的水源，则对人体健康产生很大的危害，并诱发各类疾病。以某水厂为例，发现该水厂的水样浊度大，含有铁元素和锰元素、氟化物以及总大肠菌群，水厂水质比较差，无法达到居民饮水标准。因此需要对其进行净化处理，经过超滤膜技术处理后，将超滤技术应用在饮用水处理工艺中，可以去除浑浊水质中悬浮颗粒物质，出水浊度低于0.2NTU，并去除大肠杆菌等微生物的去除能力超过9999%，氟化物的去除率达到了60%，可以满足居民饮用水的标准。下表为出水水质指标值：

    从上述表格内容可以看出，饮用水工程中采用超滤膜技术以后，其各项指标达到了饮用水卫生标准，去除了水样中的铁元素、锰元素以及氟化物，各项指标满足饮用水的标准。

    2 超滤膜技术在环境工程水处理中应用的优势与特点

    2.1 应用优势分析

    首先，膜生物反应技术能够实现对电子工业废水中重金属的拦截，加强废水的处理，同时还能够防止出现工业废水二次排放以及二次污染的问题。其次，膜处理技术使用的是新型的透气膜，能够起到减小传质阻力并增强传氧效率的作用。除此之外，这样的透气膜能够支持在高压的情况下进行连续不断工作，防止出现因气泡过大而导致的停留时间过长的问题。最后，在膜生物处理器应用的过程中，还能够有效防止硝化细菌消失，进而在废水处理的一段时间内都能够保证硝化细菌的浓度，加快反应的速度。

    2.2 应用劣势分析

    技术人员在使用膜生物反应技术时会拦截到大量的污染物，长期之后就会出现堵塞的情况，进而出现通水量下降。除此之外，技术人员在日常应用膜处理技术时也需要对其进行定期的检测与维修，这样就会增加人力物力的投入，进而导致维护成本的提高。

    2.3 应用特点分析

    与其他的污染处理技术相比，膜技术的特点就在于其物理特性，利用物理特性就能够实现对杂质的处理与排除。在处理的过程中也无须投入化学药剂。与一般的膜处理技术相比，超滤膜具有较强的抗污能力，这样就能够控制维护的成本，保障水质的质量。除此之外，超滤膜技术作为一种先进的膜处理技术，能够根据不同杂质的大小进行过滤，进而扩大了杂质处理的范围。同时，超滤膜技术的操作过程也非常简单，能够实现制定压力的过滤，不用过多的人为干预，能够节省大量的资源。最后，由于电子工业废水具有一定的特殊性，因此在处理的过程中应该保障其具有较高的耐腐蚀性能，才不会受到酸性物质的影响与侵蚀。除此之外，技术应用的过程中还应该具备耐高温的性能，这样才能够保障技术工艺的稳定性与适应性。

    3 超滤膜技术应用在造纸污水处理

    造纸工艺是将浆液制造成纸的过程，在造纸工艺中，多个环节都可能产生废水，这些废水主要可以分为制浆、洗浆、漂白和抄报四个环节产生。由于造纸工艺中产生的工业废水颜色深、黏度大、pH值比较高、耗氧量高，纤维素和化学药品的含量高，增加了污水处理难度。我国主要以麦草作为造纸原料，麦草蒸煮的黑色液体需氧量比较高。草浆黑色液体的流动性差、黏度大、硅元素含量高。将超滤膜技术应用在造纸工艺废水处理环节，可以回收废液中的半纤维素、木素等物质，对废弃液体进行回收利用，黑液中木质素的提取率达到了80%～85%，污水中有机物的去除率达到了60%～65%。经过超滤膜处理后的漂白水，可以去除废水中大量的有机物质、树脂和色度，提高紙张的白度。

    4 超滤膜技术应用在城市污水回收利用

    城镇化快速发展，城市人口大幅度的增长，城市污水的排放量远远超过城市环境的自然承载能力和环境的自净能力，城市污水如果不能有效处理，直接排放到河流，则可能造成严重污染。将超滤膜技术应用到城市污水处理环节，在水里作用时间为12小时，重络酸盐指数浓度在215—677mg/L之间，超滤膜工艺的滤水量重络酸盐指数稳定在30mg/L上下;如果废水中的氨氮含量达到了22.2—41.2mg/L之间，则超滤膜过滤水中的氨氮指标超过0.2mg/L，过滤率达到了90%以上，过滤后水的pH值在7.26—8.79之间，过滤后水的浊度小于0.5。通过超滤膜技术可以有效过滤居民生活用水、城市下水管道污水以及地面降水等城市污水，通过净化处理以后，城市污水可以达到城市生活用水的标准，实现水资源的循环利用。

    5 超滤膜技术在海水淡化工程的应用

    我国是一个缺水的国家，全国超过400个大中城市出现缺水的问题，海水淡化是解决水资源紧缺的重要途径。将超滤膜技术应用在海水淡化工程中，采用优质的PVDF原料，这种材质结晶度高、膜丝主体比较均匀，具有良好的分离层和网状支撑层，具有机械强度高、抗氧化性能好、膜孔径分布均匀，膜丝强度为10MPa，产水通量为400L/m2·h·bar25℃，基本可以达到淡水工程的运行要求，处理后，产水浊度低于0.1NTU，淤泥密度指数小于3，且能耗低，具有良好的经济效益和环境效益。

    6 超滤膜技术在工业废水处理中的应用

    一般来说，电子工业废水中都含有大量的酸碱溶液与有机物质，容易导致废水以及废气难以及时排出，这样一来就会导致大量酸碱废水的产生，还会造成严重的环境污染。使用膜技术工艺能够实现电子工业废水的全面处理，进而保障周围地区的生态环境，促进城市的持续发展。要想对电子工业废水中的杂质与污染物进行处理，技术人员就应该严格分析其水质的成分。经过分析能够知道，电子工业飞石中含有大量的有机氮、有机硫等难降解的物质，不仅增加了污水处理工作的难度，同时还会造成环境污染问题。电子工业污水中的微米级硅晶以及活性成分会导致污泥出现无机化情况，进而影响深化系统的处理效率。对此，技术人员首先应该使用预先去除的方法。由于污水处理池中含有一定的氟离子，技术人员可以使用异核结晶的沉淀工艺进行处理，降低污水中的氟化物含量，保障其浓度符合排放的标准，之后再使用生物脱氮技术工艺对污水中的氨氮进行过滤处理。除此之外，技术人员在进行工业废水处理时，还应该充分了解电子工业废水的特征，并根据其特征分析化学品的原始组合，这是废水处理的基础。就目前的情况来看，我国的膜处理技术已经比较成熟，能够提高电子工业污水的处理效率。

    最后，技术人员在电子工业废水的处理过程中，为了防止出现突发性事故，还应该对可能发生的环境事故进行全面的处置，防止出现环境污染情况。除此之外，技术人员还应该加强应急事故池的设置，坚持以人为本的工作处理原则，加强环境事故的预防，进而提升废水处理系统的工作效率。除此之外，膜处理技术本身还具有高效截流的功能，这样就能够将微生物截流在反应器中，最大程度地保障废水处理过程中微生物的数量。膜生物技术能够处理难以降解的有机污染物，并将其转化为容易降解的物质，防止出现活性污泥膨胀等现象。

    综上所述，超滤膜技术具有过滤效果好、操作简单、成本低等优点，将其运用在环境工程城市污水回收利用工艺、海水淡化工艺、造纸污水处理以及居民生活饮用水净化处理工艺中，可以有效去除污水中的有机物质、微生物等有害物质，提高污水净化能力，达到污水处理效果，有效缓解当前水资源紧张的局面，实现水资源的循环利用。

    参考文献：

    [1]周瀚洋.浅析超滤膜技术在环保工程水处理中的应用[J].民营科技，2016.

    [2]陈思贤，曹娟.膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].河南科技，2014.

    [3]欧阳浩思.环境工程水处理中超滤膜技术的运用探讨[J].绿色环保建材，2017.

    作者简介：郭东蕊（1999—?），女，漢族，辽宁凌源人，本科就读，学生，研究方向：环境系统分析与评价。

    *通讯作者：刘一男（1979—?），女，汉族，辽宁人，博士，副教授，研究方向：天然产物的提取及应用。