摘要：水是生命之源，是人们生产和生活过程中必不可少的重要因素之一。它是没有替代品的自然资源，无论人生命、生活还是经济过程中，都是十分重要的角色。随着经济全球化的不断发展，水资源短缺已成为我国乃至世界最重要的问题之一。过度开发和肆意浪费随处可见，加剧了水资源的匮乏。水资源短缺已成为不容忽视的重要问题。在当前的发展过程中，我们正在积极寻找解决水资源问题的途径。主要方面是海水淡化和污染水的再利用。最常用的有活性炭吸附法、去离子法、蒸馏法、硬水软化法、反渗透法、超滤法等。超滤膜技术是较为常见的一种新型方法，能够有效地改善水的质量，进而满足工业经济发展和世界人口增长的需要。
关键词：超滤膜技术；水处理；优化设计
前言
水资源作为人类生存所必需的资源之一,如何保证人类用水健康已成为环保部门的重要工作。水在我们日常生活中具有至关重要的地位作用,但随着今年环境问题日益严重,水也受到严重污染,不仅为环境问题增添了新的烦恼,同时也影响了人们正常水使用。面对水污染问题,越来越多的科学技术脱颖而出,超滤膜技术列在其中,它可通过自身技术性能和工作原理,对污水、脏水等受污染的水源进行过滤,净化水源,使其循环利用。
1超滤膜技术概述及应用原理
超滤起源于1748 年，Scht 用棉花胶膜或璐膜分滤溶液，当施加一定压力时，溶液(水)透过膜，而蛋白质、胶体等物质则被截留下来，其过滤精度远远超过滤纸，于是他提出超滤这一术语。1896年，Martin 制出了第一张人工超滤膜。20 世纪60 年代，分子量级概念的提出，是现代超滤的开始，70 年代和80 年代是高速发展期，90年代以后开始趋于成熟。我国对该项技术研究较晚，70 年代尚处于研究期限，80 年代末，才进入工业化生产和应用阶段。近30 年来，超滤技术的发展极为迅速，不但在特殊溶液的分离方面有独到的作用，而且在工业给水方面也用得越来越多。例如在海水淡化、纯水及高纯水的制备中，超滤可作为预处理设备，确保反渗透等后续设备的长期安全稳定运行。
可以说，超滤膜处理技术的面世及应用,能够有效去除水源中的有害物质,保证了水资源的质量,为环保工程水处理工作的顺利开展奠定了坚实的基础。超滤膜技术将溶剂和一部分分子量较低的溶质融合在一起，使其在溶液压力较低的情况下能够透过超滤膜中的细微孔到达另一边，这样一些分子量较高的溶质便会被阻拦下来，与溶液彻底分离。超滤膜所具备的分离功能通过物质的筛选作用来实现，并且超滤膜表面所携带的一些化学成分也能适当的拦截部分分子量较高的物质，例如超滤膜为了具备防静电功能在制作时所添加的化学成分。超滤膜通常具有分离和物化的功能，分离功能可以细分为切割分子、截留率、保留分子量，物化功能指的是超滤膜的耐药性能、能够承受的最高温度、适用的PH值范围等。
超滤膜技术是一种能够分离纳滤和微滤、净化和浓缩溶液的技术，并且能够有效的去除残留在溶液中的胶体物质、分子量较大的颗粒、细菌、虫卵、水生物等，进而实现溶液的净化和分离。在水处理方面，超滤膜技术具有能源消耗少、工作压力小、分离效率高等优势，除此之外，该技术还可以对水资源中的有益物质进行回收，因此被广泛应用在净化生活用水，处理海水、处理工业废水等方面。
2超滤膜技术在环境工程水处理中的运用
2.1饮用水处理
随着城市化进程的不断推进，我国城市建设水平日益提升，与此同时，各种污水排放日益增加，致使我国面临着水资源短缺的现象，在这种现状下，人们对于水资源的纯度需求却越来越高。对此，加大环境工程水处理力度成为当前的首要工作之一。将超滤膜技术应用在引用数处理中，能够将水资源中的有害物质，比如细菌等进行有效去除，从而保证人们的正常生活及生产。
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2.2科学处理造纸污水
通常情况下，造纸污水中的有害物质数量及种类较多，比如浆液、木素等多种元素，大家都知道，这些有害物质的危害极大，不仅对自然环境造成了严重影响，还会对人们的生命安全造成威胁，因此需要加大水处理力度。将科学处理造纸污水应用在造纸污水处理中，能够将浆液、木素等给予高效的过滤，与此同时，与传统的污水处理方式相比较而言，使用超滤膜技术，能够有效收集浆液、木素等，并对其进行循环使用。
2.3可以用于海水淡化
目前，我国淡水资源越来越少，对此，为了缓解这一现状，大多国家都开始进行对海水进行淡化。在进行海水淡化时，使用电渗技术虽然能够达到良好的效果，但是水的回收率却是非常低，而且这种做法的能量消耗较为严重。而合理使用反渗技术，不仅能够有效的保证脱盐率，还可以减少能耗以及成本，取得较高的社会效益以及经济效益。随着反渗技术的进一步研究，在进行海水淡化的过程中，超滤膜技术取得了良好的应用，由于其具备较高的物化性能以及分离性能。
2.4对油质废水进行处理
一般而言，我国的油质污水主要包含以下三种：第一，油质存于污水水面；第二，水中包含混合散油，第三种是污水的油质种类为乳化剂。在对前两种的油质污水进行处理时步骤较为简便，只有是利用普通的物理过滤以及活性炭吸附来实现油质废水的处理。但是对于第三种而言，如果只使用普通的物理过滤以及活性炭吸附并不能达到良好的处理效果。因此，需要使用超滤膜技术。超滤膜技术能够把油性分子阻拦在膜的一侧，同时分析并处理水中的氧化物质，进而切实地处理含乳化剂的油性物质，从而保证油质污水处理的高效性。
2.5超滤膜技术在电镀水处理中的应用
电镀领域对水资源的需求也比较大，且在生产过程中，其还会产生大量的工业污水，某电镀厂利用超滤膜反渗透处理技术对电镀废水进行了有效处理，在废水处理单元中，废水从反渗透膜中透过能够成为可回用的水，水中的盐及有机物则被滞留在浓缩液中，实现了净化目的。同时，为了减轻反渗透单元的水处理压力，技术人员在反渗透处理前增加了超滤单元，有效阻挡了胶体、蛋白质、大分子有机物等物质，能够提高超滤膜反渗透单元的处理效果，延长系统膜元件的使用寿命。
3关于超滤水处理的系统优化设计
3.1关于超滤系统的膜组件污染模型
由于超滤系统进行水处理的过程中有效地进行膜组件的更换时机和膜组件清理工作是至关重要的。在膜组件开始工作时，可以保持良好的状态，但工作一段时间之后，由于膜的性质在不断地衰减。便会对超滤系统的水处理工作带来一定的影响。因此，要对其进行相应的更换和定期的清洗工作。保证其最大程度地恢复。另外，为了保证其进料液的流量，相应地会增加压力。因此，在对于水质、操作压力、透水量等相关参数的变化限度要高度重视。
3.2关于超滤系统中单元数学模型
在针对超滤系统的水处理问题上，国内外做了大量的研究调查。目前还没有一个较为统一的模型来进一步描述超滤过程。在进行了相关的分析调查之后，从不可逆热力学的现象出发，相应地建立了单元数学模型。对于超滤系统中的相关进料液和截留液、滤液之间的关系做了进一步分析。从而找出超滤系统进行水处理的内在联系。达到合理优化设计的最终目的。
结语
综上所述，超滤膜技术作为一种新型的废水处理工艺，其在工业废水、生活污水等处理中的应用比较广泛，能够很好的保证废水处理效果。相信随着我们对超滤膜技术研究力度的不断增大，我国超滤膜技术将得到质的提升，污水净化处理质量也会越来越高。
参考文献
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[2]徐振良.污水处理膜分离技术的研究进展[J].净化技术,2016,18(3)
[3]左少新.环保工程水处理中超滤膜技术应用[J].江西化工,2017,(04)
论文作者:徐江波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/21
标签：超滤论文; 超滤膜论文; 膜技术论文; 水处理论文; 水资源论文; 污水论文; 溶液论文; 《防护工程》2017年第32期论文;