摘要：工业化和城市化的发展使得城市人口的数量不断的增多，同时生态环境的污染情况也不断的加剧，特别是水污染情况越来越严重。我国淡水资源稀缺，人均淡水资源更是严重不足，越来越紧张的水资源也为人类的生存带来严重的威胁，这也使得水处理工程显得更加重要。本文主要对水处理工程中超滤膜技术的应用进行分析。
关键词：水处理；超滤膜技术；应用
引言
在环境工程中，城市水处理是较为核心的一个部分。而在水处理中，应用最为常见的技术便是超滤膜技术。该技术能实现对水体内部的病毒、胶状物质以及悬浮颗粒进行充分的过滤，以达到净化水资源的目的。在经过多次实践经验分析，发现该技术不仅具有很高的运作效率，存在广阔的控制范围，而且其对能源的消耗较少，所以在污水处理中应用非常广泛。
1超滤膜技术特点
如图1所示，超滤膜技术是一种膜透过溶液过滤、分离、浓缩技术，在压力作用下，溶液中的小分子量溶质、溶剂能够穿过超滤膜上的微孔，大分子溶质、杂质、藻类、病毒则将被滞留在膜另一侧。超滤膜技术清洁效率高于其他水处理工艺，整体处理效果以及质量有着明显的优势，在环保工程水处理中的应用，能够进一步减少水处理过程中化学药剂的用量，在控制了水处理成本的同时也有效防范了水处理造成的各种二次污染。超滤膜技术水处理操作使用比较简单，只有打开和暂停两种控制状态，运行过程中酸碱性以及化学稳定性良好，在各种行业以及应用场景水处理中的应用适应性都比较好。超滤膜技术的高温耐受性能也非常优异，最高有效工作温度可达到150℃，较高的耐高温性能为水杀菌消毒处理提供了条件。超滤膜技术在一定pH值范围内能够稳定工作，但是强酸强碱溶液中的净化效果一般。
图1 超滤膜技术示意
2超滤膜技术应用原理
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。
3环境工程水处理中超滤膜技术的应用
3.1在城市饮用水净化中的应用
随着人们对食品安全意识的提升，对饮用水的安全重视也越来越高，但是同时从我国城市饮用水的情况来看，污染越来越严重，能够直接饮取的水越来越少，大部分水源都无法满足直接饮用的标准，所以加强对城市饮用水的净化显得尤为重要。城市饮用水包括地面水和地下水两种，同时不同的水源污染的机理也存在一定的区别，但是污染物却大同小异，多数都是真菌、病毒、微生物以及悬浮物等。通过传统的水处理技术能够对饮用水中的微生物以及细菌等进行灭活，但是对于以微米计的悬浮颗粒来说，利用传统的净水技术是很难完成的，还需要运用超滤膜技术进行去除，从而有效的提升水质，保证城市居民的健康。
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3.2在污水处理中的应用
食品工业加工生产过程中也会产生很多工业废水，该类工业废水的成分组成和其他工业废水有一定差别，水体中有较多的有机质如淀粉、酵母和蛋白质等，有较高的回收再利用价值，而且废水中海油较多的COD、BOD等污染物质，如果不经处理直接排放至自然水体中，会加剧自然水体的富营养化，最终引发水体生态环境灾难，造成严重的环境污染。超滤膜技术在食品废水处理中的应用，能够有效滤除并回收水体中的各种有机质，同时也最大程度保留BOD、COD，在减少了水体污染的同时，也提高了污水的再利用价值。电镀行业生产用水量很大，废水排放量也较多，电镀行业存在着自身的特殊性，废水中有较多的毒性重金属离子，如铬镍铜锌等，严重威胁人类健康和农作物安全，可能导致农畜产品重金属含量超标。因此电镀行业污水需要经过处理之后才能够排放。电镀工业废水中的金属离子回收比较困难，一般选择电解质方式进行处理，处理成本以及能耗均比较多。相比之下，超滤膜技术在电镀污水处理中的应用则能够脱除电镀污水中的有机碳、镍和导电率，从而显著降低电镀污水中有害物质浓度。
3.3在食品废水处理中的应用
食品加工生产中会产生很多工业废水，这些废水的有机物质含量较高，如酵母、蛋白质、淀粉，回收再利用价值很高。另外，食品废水中具有很多COD与BOD，如果不进行有效处理与过滤，而将废水排入到生活环境中，会严重污染与影响生态环境。在食品废水过滤处理中采用超滤膜处理技术，能尽可能全部保留水中的COD与BOD，不仅能降低对环境的污染程度，还能对污水实现二次利用，兼顾节约资源与保护环境的双重目的。
3.4在海水淡化中的应用
水资源是人们赖以生存的资源，同时也是不可再生资源，随着人类历史的发展以及生态环境的破坏，可供引用的淡水资源越来越少，而水资源的枯竭也对人类的生存提出了更大的挑战。海水淡化是解决当前淡水资源危机的主要方式，也是世界各国淡水资源获取的主要方式。目前对于海水淡化主要应用的方式为电渗析，但是电渗析的成本高，而且回收率低。随着技术的发展超滤膜技术在海水淡化中得到了有效的应用，这种方式的优异分离性能和物化性使得海水淡化的效率得到了有效的提升，同时海水淡化的耗能也得到有效的控制。
3.5在造纸企业废水处理中的应用
在造纸企业废水处理过程中使用超滤膜技术能够将废水中的木素及浆液过滤出来，在过滤完成后对木素进行回收以供后期生产使用，提高资源利用率；与此同时能够过滤出废水中的漂白粉等有毒有害物质，减少废水排放对周围的花草树木生长产生不利影响。使用此项技术不仅使废水处理效率及效果有所提升，并且能够将废水排放对周围环境的污染降至最低，在提升经济效益的同时能够实现节能减排的目标。
3.5在电镀废水处理中的应用
电镀工业中会产生大量的废水，这些废水中含有很多的铜、铬、镍等重金属，这些金属的危害性强，可生化性低，所以需要对这些问题废水进行去除。常用的方式有铁氧化法、电解法等，但是这些方法难以去除大量的污泥，运行成本也比较高，不适合大范围的应用。而将超滤膜技术以及反渗透技术应用到电镀废水处理中则能够有效的去除电镀废水中的重金属、硝酸盐等物质，提升水质，防止环境污染。
结语
超滤膜技术的过滤分离功能非常强大，和传统污水处理工艺相比，超滤过技术处理效率更高，处理效果更好，能耗更低，在饮用水净化、海水淡化、工业污水处理、城市污水回收以及环保水资源处理方面的应用均取得了理想的效果。进一步研究超滤膜技术，对全面提高污水处理能力，保护水资源和生态环境有重要意义。
参考文献
[1]朱国军.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用管窥[J].生物技术世界,2016（8）.
[2]刘航.超滤膜技术在节水工程水处理中的应用[J].资源节约与环保,2016（7）.
[3]侍伟.浅谈环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用[J].科技创业家,2015（23）.
论文作者:俞洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/24
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