張際平，佟勝偉，苑芯茹

（吉林建筑大學(xué)，長(zhǎng)春 130118）

改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期保持快速發(fā)展，能源需求不斷上升。但是，部分地區(qū)盲目發(fā)展經(jīng)濟(jì)，不注重生態(tài)保護(hù)，出現(xiàn)較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，尤其是水污染問(wèn)題。一直以來(lái)，污水治理備受國(guó)家和人民的重視，目前，我國(guó)水污染治理已經(jīng)取得顯著的成就，水資源凈化更是走在世界的前列。在各項(xiàng)水處理工藝中，超濾膜技術(shù)應(yīng)用較為廣泛且效果較為理想。

1 超濾膜技術(shù)的原理

1.1 超濾原理

超濾本質(zhì)上就是過(guò)濾，它與過(guò)濾的原理一樣，但超濾技術(shù)要比過(guò)濾更加高超，與傳統(tǒng)的過(guò)濾手段相比，超濾膜技術(shù)操作更加便捷，具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)。超濾是指在過(guò)濾的過(guò)程中利用外部壓力推動(dòng)水流，在超濾膜內(nèi)外形成一定的壓差，此時(shí)水流會(huì)在壓力的作用下透過(guò)超濾膜，并將水體內(nèi)的沙礫和細(xì)菌析出[1-2]。

1.2 微透過(guò)原理

微透過(guò)原理也是一種物理方式，操作方法是將水從超濾膜材料中析出，最終實(shí)現(xiàn)有效過(guò)濾。在實(shí)際的操作中，濾膜的孔徑極小，因此可以有效攔截雜質(zhì)。一般濾網(wǎng)的直徑控制在0.002～0.100 μm。近年來(lái),隨著科技的發(fā)展，超濾膜技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了較大的提升，由單層濾網(wǎng)逐漸向多層濾網(wǎng)轉(zhuǎn)變，這也預(yù)示微透過(guò)原理會(huì)得到更廣泛的推廣和應(yīng)用，與超濾原理相比，微透過(guò)原理利用超濾介質(zhì)的超強(qiáng)過(guò)濾能力，有效排除水中的雜質(zhì)，超濾膜在水的過(guò)濾期間主要起到濾網(wǎng)的作用。

2 超濾膜技術(shù)的性質(zhì)

2.1 物理過(guò)濾

過(guò)去，我國(guó)一般采用化學(xué)手段處理污水，操作方法主要是在污水中添加化學(xué)藥劑，讓化學(xué)藥劑與廢水中的污染物產(chǎn)生反應(yīng)，這種方法雖然可以清除污染物，但同時(shí)產(chǎn)生其他雜質(zhì)。待雜質(zhì)溶于水后，人們需要對(duì)水進(jìn)行過(guò)濾。但此種方法很容易對(duì)水造成二次污染。超濾膜過(guò)濾主要應(yīng)用物理原理，不會(huì)產(chǎn)生污染物。此外，超濾膜技術(shù)還能對(duì)水中的細(xì)菌和雜質(zhì)進(jìn)行深層過(guò)濾，保證人們的用水安全。

2.2 過(guò)程簡(jiǎn)單

傳統(tǒng)的污水處理主要選擇氯制品來(lái)對(duì)水進(jìn)行消毒，但是氯制品價(jià)格較高，若廢水池暴露在室外，廢水中的氫化物會(huì)和氯化物發(fā)生反應(yīng)。此外，氯氣也是一種具有很大毒性的氣體。因此，在應(yīng)用此方法處理廢水時(shí)，人們需要再添加其他化學(xué)成分，這會(huì)增加廢水處理成本，而超濾膜在使用過(guò)程中不容易出現(xiàn)損耗，不會(huì)有二次消費(fèi)，可以有效進(jìn)行水體過(guò)濾，節(jié)約成本。

3 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

3.1 凈化飲用水

近年來(lái)，各地的環(huán)境問(wèn)題越發(fā)突出，人們的飲用水中也出現(xiàn)病原體、微生物等雜質(zhì)。飲用水與人們的生命健康有直接的關(guān)系，因此飲用水的清潔是十分重要的，人們需要采取更加嚴(yán)格的凈化標(biāo)準(zhǔn)。超濾膜作為一種新型的水處理手段，在飲用水的清潔中可以達(dá)到很好的凈化效果，因此獲得很多水污染處理人員的認(rèn)可，并逐漸應(yīng)用到水處理領(lǐng)域。超濾膜凈化飲用水的一般流程為：自來(lái)水流入超濾膜內(nèi)，在內(nèi)外壓差的壓力下，膜表面的細(xì)孔會(huì)壓迫水流通過(guò)，由于孔徑小，只能通過(guò)水分子，因此，許多雜質(zhì)和微生物就被過(guò)濾掉[3-4]。需要特別留意的是，自來(lái)水含有較多污染物，超濾膜長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞，所以濾膜要定期清理，以保證超濾膜可以滿足使用需求。

3.2 含油廢水處理

含油廢水來(lái)自人們的日常生活，目前，常見的含油廢水主要有三種：一是油化程度很輕、水體表面油層很??；二是水中混有較多種類的油；三是含有乳化油，這類污水的油化程度較高。一般情況下，前兩種含油廢水都可以采用物理過(guò)濾的方式進(jìn)行過(guò)濾，即采用聚集沉淀、活性炭吸附等方法，操作都不復(fù)雜，可以取得理想的效果。第三類含油廢水的凈化流程較為復(fù)雜，需要集中使用多種手段，單純使用一種過(guò)濾手段，無(wú)法取得較好的效果，達(dá)不到過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)。超濾膜技術(shù)可以過(guò)濾油污，主要應(yīng)用的是半透膜，很多大分子化合物無(wú)法順利通過(guò)半透膜。超濾膜技術(shù)應(yīng)用具有以下特點(diǎn)：一是對(duì)含油廢水的分離效果較為理想，成本不高；二是過(guò)濾期間不會(huì)有物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此也不要對(duì)水體加熱，最關(guān)鍵的是，超濾膜技術(shù)不會(huì)對(duì)水體造成污染；三是沒(méi)有較高的操作要求，不會(huì)影響廢水中的敏感物質(zhì)；四是不需要使用任何化學(xué)藥劑。

3.3 城市污水回收處理

城市化建設(shè)的加快，使城市出現(xiàn)新一輪的擴(kuò)張，外來(lái)人口不斷增加，城市的用水量和污水排放量都不斷遞增，水資源出現(xiàn)短缺的情況。對(duì)城市污水進(jìn)行回收處理有助于解決水資源匱乏帶來(lái)的各種社會(huì)問(wèn)題，滿足居民的正常用水需求，也可以較好地提升城市居民的生活水平。在城市污水處理中，超濾膜技術(shù)有極大的發(fā)展空間，將其運(yùn)用在城市污水凈化中可以實(shí)現(xiàn)較好的效果，超濾膜技術(shù)不僅可以過(guò)濾城市生活污水，還可以消除污水中對(duì)人體有害的微生物。經(jīng)過(guò)超濾膜凈化后，城市污水即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。之后，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理，污水可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，最終提升水資源的利用率。

4 現(xiàn)階段超濾膜技術(shù)存在的不足

4.1 實(shí)際應(yīng)用中的不足

一是重金屬水污染。重金屬水污染危害極大，應(yīng)該被重點(diǎn)治理。很多重金屬物質(zhì)無(wú)法自然降解，當(dāng)生物體飲用重金屬污水時(shí)，重金屬會(huì)在生物體內(nèi)沉積下來(lái)，最終導(dǎo)致重金屬污染物的毒性被廣泛傳播，進(jìn)而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。二是家庭和工業(yè)廢水處理效果差。油脂類污水是常見的生活污水之一。人們?cè)谂腼儠r(shí)會(huì)使用油脂，而清潔后的廢水通常含有廢棄油脂，過(guò)濾是處理油脂類污水的有效方法，但部分乳化油脂的過(guò)濾效果并不理想。乳化油脂的直徑較小，在過(guò)濾時(shí)可順利通過(guò)濾膜介質(zhì)，導(dǎo)致過(guò)濾膜最終失去效果。

4.2 超濾膜技術(shù)存在的不足

4.2.1 起步晚

“超濾”這一概念最早出現(xiàn)于18世紀(jì)，當(dāng)時(shí)人們用來(lái)過(guò)濾的材質(zhì)是棉質(zhì)膠膜。19世紀(jì)開始出現(xiàn)人工超濾膜，分子概念的提出也推動(dòng)了超濾膜技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)超濾膜技術(shù)研究是從20世紀(jì)才開始的，超濾膜技術(shù)具有環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，具體操作不需要聘請(qǐng)專業(yè)人士，備受人們歡迎。超濾膜技術(shù)雖然具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，但畢竟在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間較短，很多污水處理企業(yè)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)并不十分認(rèn)同，因此其在普及過(guò)程中也遭遇了很多阻礙。

4.2.2 水污染類型差異

很多生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量廢水，這些廢水大多含有較多的重金屬等污染物，給周邊水域造成較為嚴(yán)重的污染。這些水體大多含有較多種類的重金屬，因此水體過(guò)濾難度較大。在應(yīng)用超濾膜技術(shù)時(shí)，除了要處理水體內(nèi)的化學(xué)污染物，還要識(shí)別和檢驗(yàn)其中存在的金屬離子。除了含有重金屬離子，我國(guó)污染水體還含有其他污染物，如二噁英、硫酸根離子等。

5 提高超濾膜技術(shù)水平的策略

5.1 優(yōu)化凈化處理系統(tǒng)

5.1.1 重視飲用水的處理流程

當(dāng)前，要想做好環(huán)境工程水處理工作，人們要不斷優(yōu)化飲用水管道，避免飲用水在運(yùn)輸途中受到污染。此外，要宣傳節(jié)約用水理念，避免水資源浪費(fèi)。飲用水運(yùn)輸管道內(nèi)可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置超濾膜，保證水質(zhì)。

5.1.2 區(qū)分工業(yè)廢水和家庭污水

工業(yè)廢水與家庭污水有明顯的區(qū)別，因此必須采用不同的處理方式，分別用不同的管道進(jìn)行運(yùn)輸。

5.2 加強(qiáng)對(duì)超濾膜技術(shù)的研究

一是將超濾膜與活性炭相結(jié)合，共同進(jìn)行水處理。單純從應(yīng)用方面來(lái)說(shuō)，超濾膜可以長(zhǎng)期應(yīng)用于水質(zhì)凈化中，不易出現(xiàn)損耗，具有極強(qiáng)的實(shí)用性。但是，我國(guó)超濾膜技術(shù)起步較晚，使得超濾膜的使用受到一定限制，為了控制成本，人們可以適當(dāng)添加活性炭。二是加強(qiáng)對(duì)污染源的分析。結(jié)合水污染地區(qū)的實(shí)際情況，建立污染數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體信息的全面掌控，進(jìn)而提升過(guò)濾效果。

6 結(jié)論

為了更好地促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要重視環(huán)境問(wèn)題，而超濾膜是工程環(huán)境水處理的一種良好方式?，F(xiàn)階段，超濾膜技術(shù)仍然存在一定的問(wèn)題，但是通過(guò)對(duì)技術(shù)不斷優(yōu)化，人們可以解決技術(shù)漏洞，提升水處理效率，保護(hù)水資源，提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量。