邓子玲
新疆伊宁市伊犁新天煤化工有限责任公司 835000
摘要：目前，环境污染问题已成全球化问题，而水污染是最严重的环境污染之一。水环境影响到人类生产?生活的方方面面，因此,必须重视和加强对污水的处理。在众多污水净化技术中,超滤膜技术是被广泛应用在环境工程水处理中的一种技术。通过超滤膜技术对废水、污水、脏水进行处理,能够有效过滤水中的杂质,保护水资源，实现水资源的循环利用。基于通过分析超滤膜技术的原理及特点，探讨超滤膜技术在水处理工程中的应用，以实现更有效的水处理工作。
关键词：超滤膜技术 环境工程 水处理
水是人类赖以生存的基础资源之一，其作用和功能不言而喻，随着我国经济建设的快速增长，对于水利工程的建设得到了很好的改善。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，它是一种介于微滤和纳滤之间的一种膜分离技术。超滤膜是一种能够隔离胶体物质与悬浮物质的膜，它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，这种技术为环境工程的水处理做出了非常大的贡献。
一、超滤膜技术的原理
超滤(UItra?Fitration,简称UF?)是溶液在压力作用下，溶剂与部分低分子里溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧，而高分子溶质或其他乳化胶束团被截留，实现从溶液中分离的目的。其截留机理主要是筛分作用，但有时膜表面的化学特性，例如膜的静电作用也起着截留作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的-?-次吸附，在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止，而水、无机盐及低分子物质透过膜。超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，超滤膜物化性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用PH值范围等，分离透过性能主要指超滤膜的水通里和切割分子里及截留率。
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超滤膜技术作为一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过分离技术，介于微滤和纳滤之间。超滤膜是悬浮颗粒及胶体物质的有效屏障，同时超滤膜也可以实现对两虫、藻类、细菌、病毒和水生生物的有效去除，从而达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。与传统工艺相比，超滤膜技术在水处理方面具有能耗低、操作压力低、分离效率高、通里大及可回收有用物质等优点，广泛应用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理中。膜处理技术是利用滤膜将水中的颗粒物、杂质、浮游生物从污水中过滤分离的一项物理处理技术。超滤膜技术是一种被广泛使用的水处理技术手段，是指在压力作用下，溶液中的水、无机盐等溶剂以及小分子量的溶质可以通过膜上的微孔到达膜的另一侧，而一些大分子溶质、杂质、藻类、病毒等则无法穿过膜上的微孔，最终被超滤膜截留，从而使原水得到净化。?超滤膜是一种流体在膜表面的切向流动，其利用较低的压力驱动并按溶质的分子量大小来分离和过滤，是一种物理分离过程，不发生任何相变。超滤膜技术不仅像传统水处理技术一样可以过滤掉杂质、颗粒物，还可以对水中的藻类、病毒、水生物等进行过滤，过滤效果好，因此在净水处理、污水处理及回收、含油废水回收、造纸废水回收以及海水淡化等水处理环境工程中得到了广泛的应用。
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图1 超滤膜过滤原理
二、超滤膜技术的特点
1.杂质去除效率高。对于超滤膜技术手段在水处理中的有效应用，其最为基本的应用目的和需求就是去除水资源中存在的各种杂质，而在该方面超滤膜技术的运用确实能够表现出较强的作用优势，最终过滤后的水质得到了明显提升，降低了杂质的残留。一般而言，超滤膜技术的应用处理精度在9 9.9 9 %以上，能够有效去除液体中存在的几乎所有胶体和悬浮物、细菌等，处理精度较为理想。
2.杜绝二次污染。相对于传统水处理技术手段的运用，这种超滤膜技术的运行不需要借助于各类化学药剂，无需添加外加剂就能够实现较为理想的过滤效果，进而也就有效规避了二次污染问题的出现，也是确保水质的一个重要作用优势表现。
3.稳定性较为理想。从后续超滤膜技术手段的实际应用中来看，其稳定性方面的优势同时也是比较理想的，这种稳定性方面的优势同样也是多角度的，比如其化学稳定性就较为突出，能够在酸性、碱性等多种溶液环境下可靠运行；此外，超滤膜技术手段的运用还能够在高温环境下进行有效运用，如此也就能够更好发挥出理想的杀菌效果，优势明显。
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图2 未过滤与过滤对比
三、超滤膜技术应用的优势特征研究
1.出水过后的微生物有着较高的安全性。透过以往实际调查结果认证，超滤膜实际孔径将维持在0.?001?~0.02μm之间，在此类作用下，水中微生物将会被愈加有效地过滤出去，避免以往消毒剂的频繁过度使用现象重复衍生。
2.水质优化绩效佳且混凝剂投放数量有限。在水处理环节中沿用超滤膜技术，能够愈加便利、快捷地将水中残留的悬浮物祛除，同时降低水浊度，此时不会承受水体自然化学特性过度束缚影响，产水浊度大多数情况下维系在0.?1NTU之下。另外，超滤膜技术成功推广布置之后，可以更好地替代混凝剂作用，尤其是在原水水准允许条件下，原则上可以不用进行混凝剂额外投放，这就很好地完成了预设的净化防污染任务。
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3.操控性能极为可观。客观状况之下，超滤膜技术主张沿用智能化PLC控制途径，进行自身多元灵活性调试，因为操作界面可视化特征辅助，使得现场操作难度急速降低，操作主体完全可以利用前期基础知识学习，愈加轻松科学地操作该类系统。
4.引用成本数量低廉且后期改造工程充满便利性。目前我国在净水系统推广使用上已经投入大量资金，在沿用超滤膜技术过程中实际上是无须加以改造的，要做的只是在既有净水系统内部加入标准化超滤膜组件。另外，和其余单元组合相互对比校验，如化学预氧化、强化混凝等工艺组合形式在内，超滤膜技术可以愈加快速有效地将水中有机物予以祛除，在此期间，仍会对氯胺的消毒副产物发挥出合理的控制功效。
四、超滤膜技术在环境工程水处理中的应用探究
1.饮用水的净化处理。随着我国经济的飞速发展，我国国民生活水平的不断提高，国民对于饮用水的质量逐渐提高了重视程度。而且自来水的质量对于我国居民的健康有着重要的影响，一旦国民饮用的水出现了问题就会出现各种各样的问题，比如疾病的出现和蔓延。所以国民的饮用水质量是否良好至关重要。但目前为止我国对水资源的污染治理的情况仍然很不乐观，水污染问题还没有很好的得到解决方案，所以对水资源的净化就显得尤为重要。而超滤膜技术除了能够将大分子的物质从水中过滤出去，还能对水中的有害微生物进行一些处理，对水中的一些化学污染物也能起到一定的作用。这就大大提高了我国净水体系的净水效率和质量，满足了在国民生活条件提高情况下国民对饮用水质量的需求。但由于我国水污染问题仍然很严重，甚至这个问题还在加重，被污染的水中出现了很多新的污染物，好在超滤膜技术仍然可以将这些新的污染物从水中过滤出去，使经过超滤膜技术处理的水符合国家饮用水的标准。饮用水的质量直接关系到我国国民的健康情况所以我国非常重视饮用水的问题。由此也可以看出，超滤膜技术在我国净水行业当中起到了非常重要的作用。
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2. ?造纸工业污水处理。一般情况下，造纸工业产生的污水是工业污水中比较难处理的一种。而且，在造纸过程中产生的污水含有大量对人体有害的物质，如果没有有效的过滤净化技术，就会导致污水无法得到有效净化，这样的污水排放出来会对自然环境造成严重的破坏。而超滤膜技术可以有效处理造纸过程中产生的污水，解决造纸工业污水处理的难题。凭借超强的过滤能力，超滤膜技术可以全面有效地滤除造纸工业污水中包含的浆液、木素等杂质。此外，与传统过滤方式明显不同的是，使用超滤膜技术对造纸工业污水进行处理之后，还可以对其中的一些成分进行回收处理，如将污水中包含的木素等物质进行回收重复利用。而对于污水中包含的漂白粉等有害物质，采用超滤膜技术能够将其有效滤除。总之，使用超滤膜技术处理造纸工业污水的效率比传统的过滤技术更好，同时还能提高造纸原料的回收率，降低造纸成本，从而提高环境工程的经济效益与环保效益的统一。
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3. 含油废水的处理。石油内会形成大量的浮油及分散性油质物质，可以在物理或化学方法的协助下加以处理，其通过分离油水内的混合物，控制水体内油质有害性物质含量，但以上方法对于一些乳化性油脂却表现出适用性不足。有效利用超滤膜技术，能够较彻底的清除掉水体资源内的乳化油有机物，且还能过滤掉部分悬浮物等杂质。因在油田内开采获得的水中可能含有较多地下水及天然的有机化合物，并且其在数次开采实践中使用到了多种化学添加剂及活性剂等。故而，生产作业结束后产生的污水会对周遭环境形成不利影响，利用超滤膜技术能较有效的过滤掉污水中的各种油质，明显提升了污水的处理效率，在环境工程水处理期间发挥着保障性作用。含油废水主要来自人们的生活饮食。我国的饮食文化非常丰富，餐饮业十分发达，在我国的饮食习惯中喜欢用油。因此，对于餐饮行业，在食物中加入大量的食用油是很常见的现象，这也在客观上导致我国成为含油废水污染比较严重的国家。现阶段，我国含油废水主要分为以下三种形式：，含油较少，只在污水表面有油漂浮；第二种，水中混合散油，第三种，污水的油质种类为乳化剂，这是油化程度较深的含油废水。一般来说，前两种含油废水可以通过物理过滤方法直接滤除，如采用沉淀、机械分离、活性炭吸附等方式可以有效处理这两种含油废水，而对于第三种包含乳化剂的含油废水，则需要比较复杂的过滤处理方法，使用常规的过滤方法无法获得让人满意的效果，这时，采用超滤膜技术可以对含油废水实现有效过滤。
4. 城市污水的回收利用。城市规模不断扩大，人口剧增、工厂扩建导致城市污水的排放也在逐年增多。城市污水的有效回收利用，能在很大程度上节约水资源。因此，超滤膜技术也被广泛应用在城市污水处理和回收利用中。运用超滤膜技术可以有效对生活废水、管道废水及表面降水进行过滤处理，同时可以去除废水中的有害物质和有害微生物。处理后的污水不仅能够达到排放标准，也可以在供水工厂进行进一步的处理后向居民供水，从而实现水资源的循环利用。城市污水作为重要的水资源形式，国外很早便应用英语膜法，对城市污水进行回收利用，伴随我国水污染的日趋严重，在城市污水回用当中应用超滤膜技术，已经开始受到相关部门的重视。比如王磊采用超滤膜与CASS相结合的工艺，对小区生活污水进行处理，当CODCr?浓度维持在210~675mg/L，且水力停留时间达到12h?时，此工艺所具有的CODCr，则稳定在35mg/L;?当NH3-N?浓度区间处于22.?1~41.1mg/L时，则出水NH3-N最低乃为0.1mg/L，所具有的去除率则超过91%，在出水pH值方面，则维持在7.?25~7.88范围内，出水浊度低于0.?4，出水水质相比于回用水标准，则明显好于后者，能够直接会用。
5. 在食品工业废水回收中的应用。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。
6. 海水淡化中的应用。从20世纪50年代开始，海水淡化技术随着水资源危机的加剧而得到了长足发展，从技术上而言已经比较成熟，目前世界上通用的较为成熟的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及可实现盈利的碳酸铵离子交换法等。随着社会科技的不断进步，反渗技术在科技的发展背景下，因为海水淡化方面膜技术在应用中总成本低、对海水脱盐率高的优点，而得到了广泛的使用。尤其是超滤膜技术，根据超滤膜技术强大的离析作用以及过滤作用的主要特点，而被广泛地应用在海水淡化处理中。在海水淡化处理过程中，超滤膜技术可以在自身反渗系统对进水水质进行严格把控，有效的控制海水淡化中进入反渗透系统的水质，最大程度的提升海水淡化的水质。
五、结束语
超滤膜技术应用在环境工程水处理中可以有效治理水污染问题，对整个生态环境的治理具有重要的作用，同时可以提高水资源的利用效果，有效地解决水资源短缺的问题。但与此同时，该技术也存在着一定的不足，因此在将该技术应用于环境工程水处理的日常实践中，相关的工作人员要不断地进行钻研和努力，寻求出完善该技术的方法，使之可以发挥出更加优秀的效果，提高环境工程水处理的能力，进一步促进整个社会的经济发展。?
参考文献：
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