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摘要:环境污染严重威胁着人类的身体健康和社会自然生态的可持续发展,而国家对环境污染的重视程度也逐年提高。目前,生态环境部对我国工业集聚区水污染、城市黑臭水体等多类重点污染水体做出了监管与督察,我国对于水体的标准也愈发规范严格。鉴于此,本文对超滤膜技术在环境工程水处理中的研究与进展进行分析,以供参考。
关键词:超滤膜技术;环境工程;污水处理;膜处理
引言
污水净化中使用的超滤膜技术在进行污水处理中发挥着非常重要生态价值,它能够有效降低水中含有的杂质,在城市废水、工业废水、电镀废水中都能够起到净化的效果。所以应该继续对超滤膜技术进行研究与改进,争取优化技术,扩大超滤膜技术的应用领域,为人们创造一个良好的用水环境。
1超滤膜技术的工作原理
超滤膜技术工作原理的就是在一定污水压力下加入过滤膜技术所要的材料,然后让水分子通过过滤膜进行筛离,若是低分子就会穿过过滤膜,若是高分子就会被过滤膜留在一侧。此外,这种过滤膜本身也是具有一定作用的,它能够起到对不同物质的分离。超滤膜技术在使用时一定要有液压,只有非常强大的液压才能够吸附住高分子物质、胶体物质,从而达到净化水质的效果。所以超滤膜技术的净化效果在实际过程中效果十分显著,常见的大于500的分子、胶体等物质都能够截留在过滤膜的另一侧。
2超滤膜技术有以下三点优势
第一,超滤膜技术化学性较为良好,具有很稳定的酸碱性;第二,其还具有耐高温性,即使温度超过150℃也能够正常运行,正是因为超滤膜具有耐高温性,所以它可以起到杀菌与消毒的作用,超滤膜要想达到理想的使用效果,酸碱度必须要平衡,如果溶剂的酸碱度过高,它的效果就不会达到预期的结果;第三,超滤膜技术对于精准度的要求也是非常高的,因为它能够把胶体物质内大部分的有害物质及细菌清除掉,所以它能够在医药工业、食品工业、环境工程等行业中被广泛应用。
3应用特点
超滤膜技术应用特点有三:首先,高效率去杂能力。水处理过程最基本要求就是清除其中杂质,超滤膜技术可以将污水中各类杂质去除,提升除杂效率,与传统水处理技术相比优势显著。其次,无污染性。超滤膜技术使用时不需要辅以其他化学药剂。传统水处理技术普遍需要化学药物,污水处理时容易出现二次污染的情况。超滤膜技术使用时则可以抛开化学药物或仅需要少量药物即可完成,避免化学药剂造成二次污染问题。最后,技术操作简单。超滤膜技术应用时不需要技术人员过多参与,过滤系统自动完成,技术操作人员只需要启动与关闭系统,系统运行时做好监测工作便可以,大幅度提升水处理效率,减轻工作人员的压力。
4现阶段环境工程水处理超滤膜技术应用不足之处
4.1超滤膜技术使用时消耗的能源过多
在我国环境工程中超滤膜技术作为一种新兴的水处理技术其优越性是非常显著的,但是它也存在着一定的缺点。其中一个缺点就是它在治理水资源的同时也会消耗大量的能源,以保证整个处理过程中有很大的动力支撑,正是因为这些缺点导致超滤膜技术会产生非常高的成本,所以具体情况具体分析,可以有效节约成本、节约资源。
4.2超滤膜技术组合缺少合理性
虽然超滤膜技术在水处理的过程中得到了广泛应用,但是它也有许多不足之处。其中高昂的处理成本是最显著的问题之一,所以在使用该技术之前,就要对使用该技术的水源勘察清楚,看水源是否符合该技术治理的要求,再为其制定合理的治理方案。总之,在实际应用的过程中,在使用超滤膜技术之前要具体情况具体分析,不能盲目使用一个方法去净化所有水源。例如,水源中如果有害物质是无机盐为首,那么此水源就适合使用超滤膜技术;但是如果水源中大颗粒杂质较多,就需要经过双模技术来处理;水源受到污染较轻,就没有必要使用超滤膜技术,进行简单的处理即可。所以根据具体情况进行具体分析,不仅在一定程上可以减少成本,还可以减少处理水污染的环节,可以避免不必要的浪费。
4.3实际应用中的不足
一是重金属水污染。重金属水污染危害极大,应该被重点治理。很多重金属物质无法自然降解,当生物体饮用重金属污水时,重金属会在生物体内沉积下来,最终导致重金属污染物的毒性被广泛传播,进而影响整个生态系统。二是家庭和工业废水处理效果差。油脂类污水是常见的生活污水之一。人们在烹饪时会使用油脂,而清洁后的废水通常含有废弃油脂,过滤是处理油脂类污水的有效方法,但部分乳化油脂的过滤效果并不理想。乳化油脂的直径较小,在过滤时可顺利通过滤膜介质,导致过滤膜最终失去效果。
5环境工程水处理中超滤膜的应用
5.1城市饮用水中的应用
当居民饮用水遭受严重污染时,往往会引起严重的安全事件,威胁人们的生命健康。由于我国水资源存在地区分配不均衡的问题,在水资源匮乏的区域更应加强对饮用水的净化工作,满足人们的生活需求。在净化饮用水时,可以运用超滤膜技术有效消除水体当中的病原微生物,以增强该技术的实际应用效果。通过过滤处理有机物与杂质等,保障良好的出水水质。在净化目标水源时,往往将超滤膜技术与混凝沉淀的方式进行有效融合,运用纳米超滤膜能够对杂质和病原性微生物进行有效处理,保障人们的用水安全[3]。超滤膜与CSAA的结合能够使水质中CODcr含量控制在30mg/L以内,NH3-N含量控制在0.2mg/L以内,其净化效果能够高达90%,符合居民生活用水的相关标准。
5.2对含油废水的处理
含油废水一般主要有三种形式的油脂类物质存在,即混合散油、悬浮油脂以及乳化油脂。对于混合散油及悬浮油脂的处理,一般可以通过凝集沉聚、机械物理分离法、活性炭吸附等方式进行有效的处理,其处理过程也较为简单。但是在处理乳化油脂时,尤其是含有乳化油、表面活性剂以及分散油脂等物质,一般的处理方法都无法实现有效的处理,而超滤膜技术可以利用溶质渗透的分离方式,将污水中的有机物分子量尽可能降低,实现了良好的处理效果。
5.3电镀工业废水处理
随着我国工业的高速发展,工厂数量不断增多、类型日渐丰富、规模不断扩大。在此背景下,电镀工业用水量增加,电镀废水产生量也随之增多。相对于其他废水而言,电镀工业废水不仅含有铜、铝、铬等金属离子,还含有氰化物与酸碱类物质,危害较大,处理难度高。通常,人们主要根据废水水质情况,有针对性利用电解法、化学法处理电镀工业废水。例如,利用次氯酸钠氧化剂处理含氰含碱电镀工业废水。但是,化学法易产生二次污染,电解法的应用成本高,经济效益不明显。而将超滤膜技术引入电镀工业废水处理中,与其他技术结合应用,则可有效弥补传统水处理工艺存在的不足,在提升废水处理质量与效率的同时,降低废水处理成本,实现技术的大范围推广和应用。例如,利用陶瓷膜处理废水,调节pH值,截留氢氧化物沉淀物,提升电镀工业废水处理效果。
5.4城市污水净化处理
随着城镇化建设进程的不断推进,城市污水排放量逐渐增多,成为环保工程水处理的重点内容。虽然城市生活污水污染程度较轻,但处理量大,人们在选择水处理工艺时不仅要考虑社会效益、环保效益,也要考虑经济效益。超滤膜技术成本低,操作简单,膜截留率高,水通量大,在城市污水净化处理中具有较强的适用性。例如,某污水处理厂在污水处理过程中引入超滤膜技术,构建“混合沉淀+超滤膜”污水处理系统,应用内径为1.0mm、外径为1.40mm、纯水通量为300L/(m2•h)的PVDF中空纤维膜,最终实现100%浊度去除、21.2%UV254去除、31.5%磷酸盐去除、28.36%COD去除,产水率达到84.6%,系统能够连续、稳定作业。
6我国超滤膜技术发展趋势
无论是在国内还是国外,超滤膜技术的应用都比较广泛,虽然我国的超滤膜技术发展比较快,但与其他发达国家仍然存在一些差距。其中存在的主要问题是超滤膜的污染问题。不可否认,目前超滤膜技术已经在水处理的很多领域得到了比较广泛的应用,然而其污染问题仍然亟待解决。超滤膜的污染物质在膜的表面降低了膜的通量,在很大程度上阻碍了超滤膜技术的应用和发展。鉴于此,有很多的学者和科研单位在深入研究超滤膜污染机理的基础上对其防治过程提出了一些措施,然而大多数的研究仅是对料液的性质以及污染物的截留等进行了定性的分析,并没有对其进行定量地探索,所以这也是日后超滤膜技术发展的重要方向。
结束语
随着科学技术的发展,我国在工程水处理中应用上了超滤膜技术,能够隔离胶体物质与悬浮物质,能够去除与分离水生生物、细菌、两虫以及藻类等,从而达到净化水质的作用。与普通的净化技术相比,超滤膜技术具有能耗小、分离率高、操作压力小等优点,超滤膜随着技术的进步,其筛选功能逐步加强,这种技术将为环境工程的水处理贡做出一定的贡献。
参考文献:
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[2]肖建萍.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].建材与装饰,2018(46):199-200.
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[4]吴坚.超滤膜技术在环境工程水处理中的运用浅谈[J].资源节约与环保,2018(06):3.