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摘要:环境工程主要是解决日益严重的环境问题、改善环境质量、促进环境保护与社会发展。社会的发展离不开水资源支持,在社会发展过程中,无论是工业用水还是日常生活用水等,都会排放出大量污水,为自然环境带来威胁。超滤膜技术在水资源净化中得到了非常广泛的运用。因此,有必要对水处理过程中超滤膜技术的运用展开分析。
关键词:环境工程;水处理;超滤膜技术;应用
引言
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。首先,超滤膜技术与传统的过滤技术有着极大的改变,分离效果好,精度高,将传统分离技术无法截留的胶体、细菌等有害物质也能过滤掉,整个分离过程细致完整,无需第二次分离;其次,超滤膜技术可以实现全面自动化,其建立在高科技技术的设备上,设备智能化程度较高,完全可以将整个水处理过程梳理的既简洁又成熟;第三,超滤膜可以重复利用,在完全自动化的设备中,每一次超滤膜的使用之后,都会将其放入高温蒸汽和环氧乙烷中做消毒杀菌,并且由于超滤膜上面的化学物质稳定性高、耐高温、耐酸耐碱,使得超滤膜在消毒后也无需重新填充化学物质,二次利用极为方便;最后,超滤膜技术造就了水资源的循环,生活污水或工业污水在超滤膜技术的处理下,可以将其中的良好水质做循环利用,节约了水资源。
1超滤膜技术概述
超滤简称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。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环境工程水处理中超滤膜技术的问题
首先,在对超滤膜技术进行应用的过程中会出现膜污染问题,该问题对于超滤膜的应用会产生极大的影响。在膜表面上,由于膜污染以及污染物质的不断沉积,其在很大程度上都会降低膜的通量。超滤膜污染包含很多,比如沉淀污染、吸附及生物污染等。要想对超滤膜污染进行有效控制,工作人员需要借助膜组件方法以及开展膜面预处理工作等。因此要想将膜污染问题进行有效缓解,工作人员就需将超滤膜系统的处理能力进行大幅度提高,这样系统的运行费用也会得到有效的降低。其次,超滤膜可分为浸入式以及压入式两种,不论是哪一种超滤膜都需借助压力进行驱动。
再者,我国采用的膜技术还不够成熟,而且与其他技术联用的水处理方法也有待提高,正因如此,膜技术的发展会受到很大的限制。最后,随着超滤膜技术在农村饮用水处理工作过程中的不断应用,因为缺乏有力的理论支持,也使得超滤膜技术在我国各地区的农村没有得到全面的推广。
3环境工程水处理中超滤膜技术的应用
3.1短流程净水技术
短流程净水技术中的核心是超滤膜技术,是一种在净水过程中同时将多种净水处理技术集中起来的净水工艺,短流程净水在中国得到了非常广泛的应用。应用短流程净水技术时需保证取水水源具有良好的水质,该净水技术最主要的优点是不会因为自来水处理厂的规模不大而导致净水效率下降。在实际应用过程中,既能够对当地现有自来水处理厂进行改造,又可以进行新自来水处理厂的建设。对于不同地区而言,在使用短流程净水技术时需要根据地区水源特点来适当调整净水工艺。
3.2废水处理及饮用水净化
中国的人口基数非常大,每个城市每天都会消耗掉大量的生活用水并产生非常多的废水。这部分废水只有经过处理之后才可以进行集中排放,否则就会对人们的日常生活带来影响,同时对自然环境造成污染。使用超滤膜技术能有效净化废水,净化后的废水可以进行二次回收利用,从而减少水资源的浪费,减少环境污染。使用超滤膜技术处理废水时能够将废水中的杂质、垃圾等元素全部隔离在超滤膜的外面,而使用超滤膜技术净化后的水体则可以用来拖地、洒水等。除此之外,城市中居民的日常用水大多都属于地下水,而地下水往往伴随着大量悬浮物、微生物等一系列高分子物质。这部分高分子物质很多都会影响到人们的身体健康,所以在饮用地下水之前必须通过净化的方式来保证饮用水的质量达到相应的安全标准。
3.3海水淡化处理
全球淡水资源日益减少,而海水占据全球总储水量的97.2%,是名副其实的液体宝藏,海水每年有450万m3会被蒸发成为淡水,但是这些淡水中90%会通过降雨回到海洋,只有10%变成雨雪降落在大地上,可见单纯依靠气象循环产生的淡水量不足以解决淡水危机。海水是一种成分非常复杂的水溶液,大体可以划分五类:主要成分为一些常量元素和金属离子,通过初步的蒸馏就可以减少其大部分;另外包括可溶气体、营养元素、微量元素和有机物质,使得海水无法被人直接饮用。超滤膜技术的应用大部分作用就是为了处理这些有机质和无机盐,还有多种有害物质。海水淡化是一个庞大复杂的工程,各国都在海水淡化中投入了大量的研发精力,目前超滤膜技术已经能够利用在海水处理过程中。超滤膜技术消耗能量低可以减轻能源成本、操作简单便于设备做自动化处理、分离效果好使得海水中大分子颗粒能够被隔离、附带的化学物质能够有效减轻海水的含碱量,并且超滤膜技术还可以和反渗透技术相结合,对于高浑浊的海水也能够有效发挥作用,为海水淡化做出了极大地改善。
结语
总而言之,虽然我国拥有极为丰富的海洋资源,但淡水资源相对极少,随着社会经济的不断发展,水资源浪费的问题也变得更为严重。根据相关数据可以发现,我国淡水资源人均用量仅为世界平均水平的1/5,针对此,将淡水资源匮乏问题进行解决已成为我国一大工作目标,通过对超滤膜技术进行应用,它不但可以实现对海水的淡化,同时还能对生活废水进行有效回收及利用。因此,对于水资源保护而言,超滤膜技术起着极为重要的作用。
参考文献:
[1]牟进.超滤膜技术在环保工程水处理过程中的运用[J].化工设计通讯,2019,45(11):75-76.
[2]陈朋利.水处理工程中超滤膜技术的应用[J].南方农机,2019,50(14):167.