刘丞
金科环境股份有限公司 100000
摘要：随着我国社会经济的不断发展，人民生活水平也日益提高。环境工程问题逐渐引起了人们的高度重视，而水处理工作则是环境工程问题中最为关键的组成部分。水是人类生存不可或缺的基本要素之一，同时在工业以及农业发展中具有非常重要的作用。当前国内城市化进程不断加快，采取有效措施对水污染进行治理对我国经济发展有着非常重要的意义。本文对超滤膜技术进行了全面介绍，并且紧密围绕超滤膜技术在环境工程水处理中的实际应用进行了有效分析，为相关工作者提供一些参考。
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 超滤膜技术原理
1.1 超滤原理
超滤原理实际上就是创造出一个可以允许其他物质通过但杂质经过困难的膜，要想顺利的实行这种原理，最好创建一个高压的环境，这样才可以把物质隔离出来。在科学技术的持续发展下，超滤膜技术水平也取得了大幅度的增长，如今此项技术早就从之前的单层膜演变成了多层膜，合理的增强了其实用性。另外，超滤膜技术已经完全实现了分离液体中杂质的目的，让干净的物质成功的从膜中通过，到达膜的另外一边。
1.2 微透过原理
在超滤膜技术的使用期间，能够存储500万左右的过滤分子，整体的体积大约有0.002um3。通常情况下，能够成功地透过滤膜的物质都代表着具有无污染较为纯净的性质，一般将此类原理称作微透过原理。而且超滤膜技术自身就具有净化能力，可以将大多数的粒状物清除掉，进而提升水的品质，同时，这种技术还能把水里具有的有害物质排除在外，进一步增强饮用水的安全性。所以，超滤膜技术被越来越多的人所青睐，从而被普遍的使用到了水环境污染治理与淡化海水等环节的工作中。
2 超滤膜技术在环境工程水处理中的具体应用
2.1 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[3]。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。
2.2 海水淡化
由于人类活动愈加频繁，陆地上的淡水资源消耗速度加快，人类所拥有的淡水资源变得越来越少。通过有效的方式方法将含量丰富的海水资源进行淡化，可以有效缓解当前人类水资源淡水资源短缺的问题。在诸多的淡化处理工艺中，超滤膜技术的淡化效果最为突出。在海水淡化工作中，可以全面利用该技术的分离及物化性能，对海水进行有效淡化。在该工艺实际应用中，要进一步加大对反渗系统的控制力度，这样可以有效增加渗透膜的使用时间，减少制备淡水的经济投入。通过以上分析不难发现，在海水淡化工作进行中，合理利用超滤膜技术，不仅额外地增加了淡水资源的获取路径，而且还能进一步过滤掉海水中的杂质。
2.3 城市污水处理
随着我国城市化进程不断推进，国内人口数量急剧增加，各类工厂不断扩建，人们在日常工作及生活中所排放的污水量也逐年上升。这种情况不仅使环境污染进一步加重，同时也进一步加大了水资源的浪费。因此相关部门必须进一步加大对城市污水的处理力度，通过超滤膜技术的合理利用，对城市污水进行有效的回收和再利用。通过对各类废水的过滤处理，将其中所包含的有害有毒物质进行有效过滤，使其达到国家制定的排放标准。在此基础上也可以进一步对其进行再次处理，当达到饮用水标准之后投入到居民用水，使城市污水实现循环利用。
2.4 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。
3 超滤膜技术存在的问题
由于我国的环境工程目前对水资源处理的经验不足，超滤膜技术的应用还出现了一些问题：首先是膜污染问题。由于超滤膜应用在高压环境下，一些体积不大，但是正好可以通过的颗粒往往会有一些被高压吸附在膜表面，造成了吸附污染，虽然说理想环境下超滤膜可以二次应用，但是现实使用过程中，超滤膜往往会出现各种意外的污染，导致在不断重复使用时，过滤效果越来越差，增加了水过滤的次数和难度，并且被过滤的水还会受到超滤膜的二次污染。其次是工艺制作问题。前文介绍到超滤膜的使用往往会和其他技术相结合，才能使得净水效果更佳明显，可是由于技术上的复杂性，侵入式和压入式超滤膜技术需要外力驱动，导致应用难度加大，限制了超滤膜的广泛使用。最后是使用成本问题。技术的诞生需要不断地研发和迭代，超滤膜应该在多次的实验中得到更加低廉的使用材料，目前成本问题导致超滤膜在净水工程的应用中受到了限制。
4 超滤膜技术在水处理工作的未来发展
4.1 新生代滤膜的研发
针对理想情况与现实情况的不同导致超滤膜的污染问题，二次应用时会对水溶液造成污染，无法提升其质量，不能达到满足城市居民饮用的程度。现阶段在超滤膜使用一次之后，自动化装置会将其送入清洗工序中，为了除去超滤膜上面的吸附杂质和化学污染，清洗工序非常复杂，使用了各种各样的化学试剂也无法保证百分百清除污染。由此可见，新生代滤膜的研发势在必行，需要研发出更强的超滤膜，其能够在抗氧化能力上、抗酸碱能力上、抗污染能力上有着更大的优势。与此同时，在减轻超滤膜的材料生产成本和使用难度也会有明显的效果。
4.2 增强超滤膜清洗水平
研发新的超滤膜搭配的就是新的清洗能力，通过对现实环境工程城市居民水处理的经验做总结发现：不同的受污染程度的超滤膜的清洗手段也不同，需要提前做好准备，划分出不同阶段的清洗力度，形成可行性文档要求。自来水厂在净化居民饮用水时应该根据水源的不同，设定不同的清洗方案，源水质的不同会对超滤膜造成不同的污染，只有清楚合理的划分清洗计划，才能够做到资源的有效利用，并且也能够有效地降低超滤膜的污染。
4.3 完善超滤膜技术的组合
实际的环境工程水处理工作中，超滤膜技术已经能够在很多方面提供较好的应用效果：大分子颗粒的过滤，病原微生物的处理、酸碱度的平衡。但单一使用超滤膜技术还是无法做到完全处理杂质，水资源的质量无法达到标准要求，那么超滤膜技术和其他技术的组合就是未来的研究发展方向，相互配合的技术才能够最大化实现水资源质量的提升。现在超滤膜技术已经和混凝沉淀装置、反渗透技术、CSAA等技术合作，实现了海水的淡化，污水的净化。未来希望能够看到更多的水净化技术与超滤膜技术做结合。比如超滤膜技术与粉末活性炭相结合：活性炭负责吸附大颗粒杂质，避免其被高压压入超滤膜中，造成超滤膜污染；并且随着活性炭剂量的增加，水通量的下降率也会降低，直至超滤膜与活性炭二者形成相互补充，饮用水的浑浊度才会被合理地调整。
结论：水不仅是生命生存必需的基础物质，也是可循环利用的战略资源。一个国家的水环境不仅关系居民的生活水平和身体健康，也与国家的产业建设、环境保护、可持续发展等息息相关。本文首先分析了超滤膜技术的原理，然后结合实践，分析了超滤膜技术的具体应用。研究表明，作为一种实用型过滤技术，超滤膜技术在环境工程水处理中表现出多种应用优势，有助于提高污水治理效果，改善我国生态环境。
参考文献
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