摘要：早先的环境工程水处理仅能过滤沉淀较大的异物或消除异味，然而水中仍会有一些小颗粒，这将使居民们的水安全产生许多隐患。超滤膜技术为一种水处理方式。在水溶液中，水分子和小分子量的溶质可以运用超滤膜上的微型小孔去往膜的另一侧，而一些大分子的溶质和有害的物质在加压时无法通过微型小孔，被膜堵塞。该技术不仅能分离颗粒物和胶体，但也能在一定程度上分离水生生物和细菌，因而在水处理领域得到了广泛的应用。本文通过总结分析，阐述了这一技术的基本原理、作用和优势、存在的不足以及在生产生活诸多领域的应用。
关键词：超滤膜技术；环境工程；水处理
早先，水的净化方式通常是在其中加入消毒剂或特殊的净化剂，这种处理方式很容易造成水资源的二次污染，因此传统的水处理技术逐步被淘汰。而超滤膜技术是一种有效处理受污染水源，通过过滤来去除其中有害的物质物理技术。其不仅可以滤除杂质，还可以滤除病菌、病毒以及藻类，因此在环境工程水处理中得到了高度重视。
一、超滤膜技术原理
超滤膜技术的本质是过滤。超滤的原理主要是通过一层特殊的过滤膜来过滤原水，实现水溶液的浓缩，达到过滤分离效果。这一技术的原理大体上有两个，其一为超滤原理。在膜特性的作用下，其内外会产生一定的压差。此时，原水会在压力的影响下逐渐渗透，大分子颗粒、细菌、砾石甚至藻类等都会受到堵塞，而无机盐、小分子物质、和水分子从另一侧流出。为了确保清水的流出，超滤装置必须具备一定压力。随着时代的发展，超滤膜技术也在不断地进步，由传统的单层膜变成了多层膜，使技术能够更好地应用在生产和生活之中。超滤膜的第二个原理是微透原理。这一技术拥有微透明、微渗透的特性。一般情况下，能保留的分子量为500～500000，直径为0.002～0.100μm。在这一原理之中，除了水、无机盐、较小的无污染分子，其他的物质都不能通过超滤膜。超滤膜的表面也拥有一些特别的化学性质。它可以产生静电作用，进而截留大分子物质。
二、超滤膜技术的优势
超滤膜技术有多种优势。第一，超滤膜技术过滤性强，它不仅可以滤除水中的杂质和颗粒物，还可以滤除水中的藻类和有害物质，可以过滤99.9%的有害物质。这样一来，水质通过超滤膜的过滤变得十分优良。第二、超滤膜的pH值范围比较宽，可以用在各种强酸碱性液体。而超滤膜也具有高温耐受性，在140°高温的情况下超滤膜技术能达到最优效果，而在水处理过程中也可以运用高温消毒。此外，超滤膜还耐水解，使用起来非常便利。第三，这一技术运作起来相对简易，主要是运用压力来实现过滤。超滤流程具有高度的自动化，运用自动化PLC的控制形式，可以在操作人员的简易操作下自行完成改善及调整，这大大节省了人力和物力。第四，在超滤过程中不发生任何质变，常温下运行稳定。第五，出水的水质安全，细菌和病毒被过滤，而过滤过程无须添加剂，因而水质不会受到来自化学添加物的二次污染，不会出现重金属超标的状况，十分安全。第六，过滤污水的周期短，效率高。由于这一技术的诸多优势，它被人们广泛应用在各种污水处理之中。第七，造价并不昂贵，便于重组。想要在净水系统中安装这一技术，只需要将滤膜相关组件放到其中，极其便利。
三、超滤膜技术在环境工程水处理中存在的问题
（一）不适用经济落后地区
这一技术的运作投入金额较高，此外还必须有专业的技术人员。同时技术的运行对于环境也有一定的要求，需要在完全无光，并且不能产生冰冻影响水流的流动。这些条件都不适用于其在经济落后地区的推广。
（二）消耗一定能源
这一技术的运用需要极大的压力和驱动力，而这些动力的来源需要许多的能源。要想达到更为科学的可持续的发展，在应用这一超滤膜技术时最好选用低耗能设备，从而降低对能源的浪费。
（三）膜污染带来弊端
如果出现滤膜的污染，其过滤力将降低，这将极大影响技术在水资源处理中的利用率。膜的过滤水平会受到极大的降低，甚至会对水资源造成污染。一旦污染状况变得更严峻，必须使用化学药剂来完成膜的修理。而超滤膜的污染原因有很多，大体上为生物，沉淀、吸附污染等。所以当我们使用超滤膜时，必须要对其进行定期的检验和修理，这样才可以有效防止膜污染现象的发生。
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四、超滤膜技术在环境工程水处理中的应用
（一）超滤膜技术在饮用水净化中的应用
随着工业化的不断发展，中国的水资源质量问题越来越大，许多有害物质渗入水中。倘若不及时处理，会导致进一步的污染。而人们的生活离不开可饮用的水资源，它与人们的健康状况关系密切。可饮用的水资源的变纯净标准偏高，超滤膜技术不仅能够有效的清除水中含有的有毒物质，同时也可以通过多重膜的应用，降低水中的污染物，提升水的净化效率[1]。饮用水净化工艺为：自来水首先进入超滤膜产品管，在水的压差的影响下，膜表面的微型小孔仅通过水分子、微量的元素和有益的矿物质等，促进自来水转化为纯净水。但需要注意的是，自来水一旦受到严重污染，超滤膜长期使用，可能会造成膜的严重堵塞。因此，相关工作人员有必要定期对膜实行冲洗，以保证其产水性。
（二）超滤膜技术在城市污水治理中的应用
随着工业化的进程，城市的人口不断变多，受污染居民用水的排出量不断增大。被污染的水资源中有许多有害的物质，倘若不及时处理，很可能繁殖病菌。而这种情况繁殖出来的病菌被通过简单的高温处理消灭。所以即使处理废水十分必要。而都市生活废水的污染程度比起乡镇较轻，对都市生活污水进行过滤可以一定程度上缓解水源短缺问题。将超滤膜技术应用于都市生活废水中，可以达到废水的有效循环使用。超滤膜过滤技术可以有效地处理都市废水。此外，采用超滤膜技术可以去除都市废水中的病毒、微生物等不利于人们身体的有害存在，使过滤净化后的都市废水达到规定的排放标准，然后由自来水厂进一步净化。可作为居民生活用水再使用，完成良好的水循环，实现水资源的再使用。这一再利用，对于生态的可持续发展也有非常好的促发作用。
（三）超滤膜技术在海水淡化中的应用
为了改善目前淡水资源的短缺，多数国家都开始淡化海水。经过很长一段时间的进步，对于海水的淡化处理水平已相对成熟。虽然采用电渗可以达到很好的海水淡化作用，但海水的回收效率并不高，而且这样的方法的能耗比较严重。而有效应用反渗，不单单能够保证脱盐率，同时可以降低能量的消耗和金额支出，提高社会及经济收益。随着反渗透技术的进一步研究，超滤膜技术更好地使用在了海水的淡化中。由于其具有较高的理化性质和分离性能，在海水淡化中具有一定的科学性。有学者指出，“在应用反渗技术对海水进行淡化处理的过程中应用超滤膜技术，可以使去除率超过97%，脱盐率也超过97%，可以进一步提高淡化后的海水的水质”[2]。
（四）超滤膜技术在含油废水处理中的应用
中国是人口大国和饮食大国，人们习惯在餐饮中加入较多的油，因此日常饮食产生了许多含油污水，我国也成为了含油废水污染较为严重的国家。有效处理含油废水，十分重要。含油废水主要有三种类型：浮在水面上的油性废水、油水混合型废水、含油乳化剂废水。不同的含油废水处理方法有不同的处理工艺。浮油和分散的油易于净化，采用物理方式进行混凝沉淀，通过超滤膜和活性炭来吸附和分离油水，使水中的含油量变到最小。然而，在含油乳化剂的情况下，采用物理方法进行过滤和活性炭吸附并没有达到预期的效果。因此，需要采用超滤膜技术分离单侧含油分子，对含油分子进行集中处理和分析。为保证水处理的可靠性和高效性，该工艺中的氧化物采用特殊的处理方式。这一处理方式有着较高的效率和较低的费用，不需要添加任何的添加剂，也不会造成二次污染。
结语
综上所述，超滤膜技术是一种水处理方式，水溶液中的水分子和小分子量的溶质可以运用膜上的细微小孔去往膜的另一侧，而一些大分子溶质和不良物质在加压时无法透过细微小孔，被膜堵塞。该技术不仅能分离颗粒物和胶体，而且能在一定程度上分离水生生物和细菌，因而在水处理领域得到了广泛的应用。超滤膜的技术也有着一些弊端，如在经济不发达地区不方便运用，消耗一定的能源和出现膜污染问题。超滤技术具有以下特点：在超滤过程中不发生任何质变，出水的水质安全，常温下运行稳定，超滤分离过程简单，设备自动化程度高，可对不同分子量的物质进行分类，适用性强，应用范围广，过滤废水周期短，造价便宜，便于组装等。超滤膜技术在饮用水净化、都市废水治理、海水的淡化和含油废水净化等都方面有着重要的应用。通过运用超滤膜技术，可以有效地淡化水资源，使人们在生产和生活中得到更加充分的水源。这种水处理方式安全无毒，在各个领域适用性广，对于生态环境的可持续发展也有很好的促发作用。
参考文献：
[1]曾晓茜.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].资源节约与环保，2018（11）：113.
[2]张永强.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用分析[J].绿色科技，2019（02）：80-81.
论文作者:黄小伟,沈鑫樑,詹现杰,熊德芬,陈石元
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6