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环保工程水处理中的超滤膜技术应用研究

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李彬

[导读] 摘要：超滤膜技术可以极其宽泛地应用于环保水工程处理领域, 不仅可以应用于工业用水领域, 而且还可以用于生活饮水领域, 极大地提升人们的生活质量和水平。

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        摘要：超滤膜技术可以极其宽泛地应用于环保水工程处理领域, 不仅可以应用于工业用水领域, 而且还可以用于生活饮水领域, 极大地提升人们的生活质量和水平。本文主要针对超滤膜技术的概念与特点进行分析，并在此基础上分析了该技术在环保水处理工程中的应用。
        关键词：环保水工程处理; 超滤膜技术; 应用;
        1 超滤膜技术概念及特点分析
        超滤是一种介于微滤和纳滤之间的技术, 它可以实现对溶液的有效分离、净化、浓缩, 其应用原理是在静压差的驱动之下, 原料液中的小分子量溶质由高压一侧透过超滤膜转到低压一侧, 大分子量溶质则被截留于高压一侧, 达到净化水质的效果。在这个原理之中不仅存在物理筛分作用, 即是在高压下的具有超滤和半透性的属性产生溶剂, 这些溶剂可以过滤和拦截低分子物质, 使低分子物质停留于过滤层面, 实现对低分子物质和胶体物质的筛选。同时, 还存在膜表面的化学作用, 如:静电因素;过滤溶液经由无机盐、低能量分子溶入水中, 使之为质量较高的物质所吸收, 实现水的初次净化。
        超滤膜技术的操作方式为全流过滤、错流过滤两种, 其中:全流过滤也即直流过滤, 它是将被处理物料进入到膜组件之中, 将截留物停滞于膜组件之内;错流过滤则将被处理料液以一定的速度流过膜表面, 从垂直的方向透过膜, 将截留物带出膜组件。相比较而言, 全流过滤具有比错流过滤更佳的应用效果。
        超滤膜技术具有如下技术应用特点, 主要表现为: (1) 成本低, 运行安全稳定。超滤膜技术应用于环保水工程处理之中, 可以实现自动化的操作, 具有简单实用的特点, 极大地降低了技术成本费用, 确保技术应用的安全与稳定。 (2) 提升水处理质量。该技术在环保水工程处理中的应用可以较好地去除水中的杂质, 使水体得到有效的净化, 从而较好地提升水处理的质量。 (3) 具有良好的稳定性。超滤膜技术耐高温并含有极少的化学传感物, 这就使之能够较为稳定地应用于环保水工程处理之中, 提升技术系统的稳定性。 (4) 合理地处理工业废水。超滤膜技术在环保水工程处理中的应用可以更好地促进工业废水的循环再利用, 使水体在流通环节中避免再次受到污染。
        2 超滤膜技术在环保水工程处理中的有效应用措施分析
        2.1 超滤膜技术在饮用水净化中的应用
        超滤膜技术相较于传统的混凝、沉淀、过滤法等净水工艺而言, 具有更大的优越性和效能, 传统的净水工艺尽管可以满足人们的饮用水水质标准, 却使饮用水源得到不同程度的污染, 为此要提升饮用水净化工艺的安全性品质。要采用超滤膜工艺和技术, 去除饮用水源中的细菌、大肠杆菌等微生物, 降低水的浊度, 还可以较好地去除水体中的溶解性有机物与金属离子, 使之达到最佳的运行通量和运行周期, 提升膜组件运行的稳定性和产水回收率。
        具体的超滤膜操作方法包括以下内容: (1) 过滤。由给水泵向超滤系统供水, 实现全流过滤, 过滤的时间通常为半个小时到一个小时之内, 通量范围为60-120L/ (m2h) (LMH) , 跨膜压差通常要小于80k Pa。 (2) 反冲洗。在系统过滤之后会有污染层沉积于膜的表面, 要对膜组件进行反复的冲洗, 将膜表面的污染物冲洗出系统, 恢复膜组件的通量, 通常要使反冲洗的时间保持40-60s, 反冲洗的频率要每隔30-60分钟一次, 反冲洗的通量控制在200-250LMH。 (3) 化学强化反冲洗。

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由于单纯的清水反冲洗难以完全清除过滤原水中的细菌、有机物和无机物, 为此, 还要添加化学药剂, 采用带压反洗水、逆过滤的方向, 将化学药剂浸泡液对膜组件进行反复的漂洗, 可以根据不同的情况选取酸洗或碱洗两种方式, 其中:酸洗主要采用450mg/L、p H为1.9-2.1的HCl药剂;碱洗主要采用525mg/L、200mg/L、p H为11.9-12.1的Na OH和Na Cl O药剂。
        2.2 超滤膜技术在城市污水深度处理中的应用
        城市污水经由二级生物处理可以较好地去除大部分的有机物、氮磷等污染物, 然而, 还无法完全满足污水回用的要求, 为此需要进行更进一层次的深度处理。要通过超滤膜工艺和技术, 去除二沉池出水中残留的悬浮物、色度、有机物等, 可以采用超滤膜污水深度处理的中试工艺, 重点检测城市污水中的化学需氧量、悬浮物、色度、浊度、温度等指标, 达到高达93.83%的城市污水回收率, 具有一定的推广应用价值。
        2.3 超滤膜技术在工业废水处理中的应用
        我国工业化快速发展的进程产生了巨大的经济效益, 然而同时也产生出大量的工业废水, 这些工业废水的排放极大地污染了人们的生产和生活环境, 为此, 要将先进的超滤膜技术应用于工业废水的处理领域, 利用超滤、渗析、反渗透等方式进行实践应用。
        (1) 在含油废水处理中的应用。含油废水来自于钢铁厂的冷轧乳化液废水、金属切削和清洗产生的废液, 可以通过含油废水的透过液去除油质。要在应用超滤膜技术的过程中, 选择适宜的膜类型, 根据出水水质的要求及油的存在形态选择适宜的膜, 对于污水中的油是分散油的状态, 可以选择孔径为10-100μm的微滤膜;对于污水中的油含有表面活性剂, 则可以选择亲水或亲油的超滤膜进行分离。并且, 在采用超滤膜技术的过程中, 还要考虑到操作压差、膜面流速、废水浓度、温度、膜污染及清洗等方面的影响, 以达到良好的应用效果。
        (2) 在含重金属废水处理中的应用。重金属废水对环境的污染威胁较大, 传统的对废水中的重金属进行溶解处理或转移的方式并不合理, 为此, 可以采用先进的超滤膜技术进行处理, 如:采用烧碱中和并进行超滤膜过滤的方法;选取适宜孔径的超滤膜, 调节其PH值以去除重金属离子。
        (3) 在食品废水处理中的应用。对于食品废水的传统处理方式是采用直接的处理手段, 极大地浪费了资源, 增大了处理成本。然而, 超滤膜技术则可以较好地净化废水, 回收有用物质。
        (4) 在造纸废水处理中的应用。造纸业必须产生含有一些化学物质的废水, 可以采用超滤膜技术截留其中的化学物质, 实现化学物质的回收再利用, 更好地实现水的循环利用。
        (5) 在制革工业废水中的应用。制革工业废水含有大量的石灰等原材料, 并含有数量极大的悬浮物, 可以采用超滤膜技术分离制革废水中的蛋白质等物质, 减少对环境的污染。
        综上所述, 环保水工程处理中的超滤膜技术应用有其自身独特的应用优势和特点, 可以较好地应用于诸多的水处理领域, 如:饮用水净化、城市污水深度处理、工业废水处理等, 可以较好地保证环保水处理的安全性和稳定性, 比传统水处理技术有更多的应用优势, 可以更好地去除水中的污染物, 保持高通量和高回收率, 具有更为宽泛的使用前景。
        参考文献
        [1]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, 2013 (23) .
        [2]李志国, 臧新宇.浅谈超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].科技创新与应用, 2013 (23) .
        [3]赵雪莲, 翟东会, 王凯.超滤膜技术在自来水处理中的研究与应用进展[J].北京水务, 2011 (06) .