董聿森 邓若飞
北京航天试验技术研究所 北京 100074
摘要：超滤膜技术就是在水中加入超滤膜材料，起到超级过滤水杂质的作用。具体的工作原理如下：将需要过滤的水灌入过滤设备中，容器内置入一张超滤膜，在原水溶液一侧施加高压，将水向超滤膜另一侧过滤，由于高压作用，水溶液中的大颗粒物质和高分子溶质会被超滤膜阻隔，低分子溶质和溶液会过滤到另一侧，即超滤膜技术的物理截留；由于超滤膜上会带有预先设置的化学分子，在水溶液过滤的时候，化学性能会将水溶液中的部分分子颗粒吸附，起到进一步的分离作用，此即超滤膜技术的化学截留。超滤法在这一系列的操作下，会将分子量大于500的分子、胶体、细菌、蛋白质等高分子截留下来，过滤效果明显。
关键词：环境工程;水处理;超滤膜技术;应用研究
引言
在不影响成本和设备合理安装的情况下，设计包括超滤膜技术的完善的组合装置，能够最大限度地发挥超滤膜技术的价值，并且还能将其他技术的不足之处做弥补，丰富了环境工程水处理的手段。
1超滤膜技术概述
超滤（UltraFiltration）简称UF，是利用超滤膜微透过和略透过的物理特性，过滤掉水体中的大分子溶质、杂质、藻类和细菌病毒等成分，只有水体溶液中的水分子、无机盐分子和小分子量溶质可以通过膜的微孔到达膜的另一侧，通过这种技术截流的分子量在500～50万，对应的孔径为0.002μm～0.1μm[1]。超滤膜具有以下技术特点：①杂质去除率高，产水水质大大好于传统水处理工艺；②大量减少化学药剂使用，减少二次污染；③容易组合，并结合自动化技术成为一体化成套水处理系统，运维方便，可靠性高；④化学稳定性高，耐强酸、碱且耐高温140℃。可在较宽PH值范围内工作运行，可采用高温消毒技术；⑤过滤精度高，能有效滤除水中99.99%的胶体、细菌和悬浮物等有害物质，出水水质稳定且优良；⑥组合灵活，根据不同产水量需求，灵活选择不同数量的膜设备进行组合，形成一体化成套超滤膜设备，每套设备均可独立过滤产出一定数量的净水，多套一体化膜组设备并列运行，即可满足一定数量的市政供水需求。
2常见的超滤膜技术
2.1双膜净水技术
双膜净水处理技术指选用双层过滤膜来完成污水处理，还可以结合反渗透膜、过滤膜来完成水体净化。在实际净水过程中应用双膜净水技术能够解决水体盐度、硬度过高等一系列问题。双膜净水技术的发展速度非常快，中国很多地区都在使用双膜净水技术，该技术的主要应用地区大多都属于沿海地区或是当地水体环境经过污染后其硬度较高的区域。这部分地区在生产自来水时依然沿用传统的水体净化方式，很难将水体中的各种污染物完全解决，而且在水处理过程中还有可能造成水资源的二次污染，如果生产出的水质无法满足当地的基本用水需求，就会给当地居民的日常生活与经济发展带来非常严重的影响，所以这一类地区需要选择双膜净水技术来保证当地水资源的正常供应。该技术相较于传统净水技术而言，额外增加了超滤净水、纳滤净水以及反渗透技术，经过净化后的水体可以直接流入清水池中，部分水体还可以在反渗透处理之后流入清水池。净化之后的水体通过加工便能实现对当地水资源的供给。
2.2围绕超滤进行的短流程水处理技术
围绕超滤进行的短流程水处理技术主要是应用于一些水质优良的水源中，通过对多重净水处理工艺进行有效整合，将自来水厂进行改进或直接就地建设新的自来水厂，在最大程度上避免净水工作受到水厂场地的限制。与此同时，可以根据周边地理环境的特殊性对水源进行有效调节，以此为基础对工艺进行有效优化。
3超滤膜技术在环境工程水处理中的具体应用
3.1饮用水净化?
随着人类社会科技水平的不断进步，工业化城市进展速度也不断加快。在经济发展的过程中，生态环境污染问题也逐渐开始对人们的日常生活造成影响。在各项污染中，水污染问题由于和人类生活密切相关，引起了人们的重点关注，尤其饮用水的净化处理工作更是如此。如果在饮用之前未采取有效措施对水源中存在的病原微生物进行有效过滤，则会对人类健康造成严重威胁，同时也会对城市建设工作造成不利影响。因此，在各项活动进行中，必须要进一步加大对饮用水的净化力度，全方位利用超滤膜技术在具体应用中所表现出的一系列优势，将水源中的微生物及水藻进行有效过滤。为了保证过滤质量还可以利用多重膜联合使用，在最大程度上降低饮用水中有害物质的含量，例如氨氮、有机污染物等杂质，为人类生活用水提供更加安全放心的水质。
3.2海水淡化
超滤膜技术是通过截留的方式来实现对水体的净化，根据物质大小的不同，运用超滤膜技术将高分子物质从水体中分离出来，所以超滤膜技术具有非常广泛的适用性。中国有着非常多的海水资源，但是淡水资源相对比较短缺，所以通过海水净化，将海水中的盐分以及其他物质去除便可以使中国淡水资源短缺的问题得到改善。反渗透技术可以实现海水淡化，但是这项技术在淡化海水的过程中没有办法回收淡水资源，因此淡化海水时的付出与回报不成正比，很难进行大面积推广。而超滤膜技术相较于反渗透膜技术而言，不仅具有更加强大的海水淡化能力，在实际应用过程中不仅能够将海水中的盐分以及其他杂质分离出来，还能够提升海水淡化后的淡水回收能力。
3.3水循环利用
运用超滤膜技术，首先能够减少生活污水中的有害微生物，超滤膜的过滤能力能够将污水中分子量超过500的大分子微生物阻隔在膜外，控制水的浑浊度在0.5以内；其次，超滤膜与CSAA结合，对于CODc浓度在215～677mg/L的污水，使其降低到30mg/L，对于NH3-N浓度在22.2～41.2mg/L的污水，使其降低到0.2mg/L；第三，超滤膜上面的化学物质可以控制污水的酸碱性，过滤后可达到7.26～7.89范围内；最后，经过超滤膜技术和其他净化水技术的回收水，可以将其用在工业中或是应用在道路喷洒、园林浇灌上，实现回收水的二次利用。如果生活污水的污染程度不高，经过这一系列操作，再检测其符合城市居民饮用水的标准规范后，完全可以将其继续向城市居民供应，实现城市水循环。
3.4含油废水处理
含油废水主要有浮油、乳化油以及分散油三种状态，主要来源为人们的日常生活。其中浮油以及分散油，由于本身所具有的特点，要想对其进行有效处理，通过机械分离、活性炭吸附等净水环节即可完成。然而，由于乳化油中油和水处于相互结合的状态，因此要想对其进行有效处理，难度非常高。而通过超滤膜技术可以将其中包含的低分子以及水进行有效过滤，将一些油性大分子进行截流，从而快速完成油水分离工作。
结束语
综上所述，采用以上工程方案实施以后，由单支超滤膜组件组合起来的成套超滤膜产水系统设备在技术性和经济性上可靠有效，先进易用并有极好的扩展性能，便于组合，可以适应不同供水规模的需求，快速组成一个具有现代化的管理水平的自动化供水系统，提升了整个供水工程集成度以及先进性，有利于节约工程项目的建设资金，避免材料浪费，缩短建设周期，造福人们的生产生活。
参考文献
[1]李如圆.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用探究[J].环境与发展,2020,32(10):97+99.
[2]姜润龙.超滤膜技术在环保工程污水处理中的应用[J].建筑与预算,2020(08):5-7.
[3]姜维,张浩玉.超滤膜技术在环保工程水处理过程中的应用思考[J].科技创新与应用,2020(22):163-164.
[4]李想.环境工程水处理中超滤膜技术的应用[J].中国新技术新产品,2019(17):110-111.
[5]李超,谭万春.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].环境与发展,2019,31(07):101-102.