李旭東

（首創(chuàng)愛華（天津）市政環(huán)境工程有限公司，天津 300392）

在環(huán)境工程中，水處理工作是非常重要的，對于環(huán)境保護(hù)具有重要的意義和價值，同時還能夠使水資源得到高效保護(hù)和利用。所以，在環(huán)境工程中，要高度重視水處理工作。目前，超濾膜技術(shù)是水處理中的一項先進(jìn)技術(shù)，得到了比較廣泛的應(yīng)用。利用該技術(shù)可以有效地過濾和去除廢水、臟水、污水中的雜質(zhì)，提高水資源的循環(huán)利用效率，從而有效清潔和保護(hù)水資源。

1 超濾膜技術(shù)概述

超濾膜技術(shù)是一種膜分離技術(shù)，涉及到微透原理、超濾原理，能夠有效過濾水體中的污染物、臟水、微生物，達(dá)到濃縮、分離、凈化水資源的效果，使水資源循環(huán)利用率得到提升。超濾原理主要是制造過濾并攔截雜質(zhì)的膜，但允許其它無害物質(zhì)通過。在制造膜的過程中，應(yīng)在高壓環(huán)境下形成特定的膜，隔離雜質(zhì)。目前，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為多膜結(jié)構(gòu)，提升了過濾效果。超濾膜技術(shù)就是攔截溶液中的雜質(zhì)，使純凈物質(zhì)通過，達(dá)到清潔水體的目的。微透原理主要是通過過濾分子攔截有害物質(zhì)，將無污染的純凈物質(zhì)濾出[1]。在超濾膜技術(shù)中，過濾分子高達(dá)500萬，總體積只有0.002微米，凈化功能較強(qiáng)，可清除溶液中的顆粒物，并過濾水體中的有害物質(zhì)，提升水體安全性。

2 超濾膜技術(shù)的特點

2.1 物理特點

超濾膜技術(shù)的物理特點是該技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中最直接的體現(xiàn)，可以全面實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)要求，降低水處理中化學(xué)試劑的利用率，提高整體凈化效果。同時，該技術(shù)可以避免水處理過程中的二次污染，對保證水環(huán)境質(zhì)量和水質(zhì)安全具有重要意義。

2.2 凈化效果好

與傳統(tǒng)的過濾技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中具有良好的應(yīng)用效果，能有效去除水質(zhì)中的有害物質(zhì)，提高水質(zhì)凈化效果。與傳統(tǒng)的過濾技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)可以提高水中雜質(zhì)的去除效率，防止雜質(zhì)的過度積累和二次污染，從而提高凈化效果[2]。

2.3 操作便捷

應(yīng)用傳統(tǒng)過濾技術(shù)的流程比較復(fù)雜和繁瑣，對于各個環(huán)節(jié)都具有嚴(yán)格的要求，因此在維持合理性、有效性方面難度較大。應(yīng)用超濾膜技術(shù)可以省去很多中間流程，使操作更為便捷簡單。在相應(yīng)的條件下，該技術(shù)可以使物料自動通過超濾膜，滿足過濾要求，同時又可以節(jié)省人力物力，保證過濾的科學(xué)性和有效性。

2.4 抗酸能力強(qiáng)

超濾膜技術(shù)在應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐酸性。在環(huán)境工程水處理中，各種酸性物質(zhì)都不會對膜造成危害，從而減少了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，避免超濾膜受到腐蝕而破壞，增強(qiáng)了過濾過程可靠性和安全性。傳統(tǒng)過濾技術(shù)的抗酸能力比較有限，因而也體現(xiàn)出了超濾膜技術(shù)的功能和優(yōu)勢。該技術(shù)能夠在酸性溶液中有效應(yīng)用，并具有良好的安全性，特別是在工業(yè)污水處理中，應(yīng)用效果比較理想[3]。

2.5 耐受高溫

超濾膜在應(yīng)用中可以耐受高溫，在100 ℃的高溫水環(huán)境下，也能夠正常發(fā)揮作用，不會因為高溫環(huán)境遭到破壞而發(fā)生異常，因此能夠提高污水處理效率及效果，也能減少成本及資源的投入。因此，在環(huán)境工程水處理中，超濾膜技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著，對于提高環(huán)境工程質(zhì)量具有有著較好的作用。

3 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中存在的問題

3.1 技術(shù)補(bǔ)充不足

在環(huán)境工程水處理中，特別是對自來水的處理，應(yīng)用超濾膜技術(shù)會提升經(jīng)濟(jì)成本。盡管當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢較好，但在許多領(lǐng)域仍存在巨大差異。特別是對于經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用將面臨巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。為了解決此類問題，通常采取其它相關(guān)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充，對污水進(jìn)行前處理。但是在實際應(yīng)用中，對于超濾膜技術(shù)的技術(shù)補(bǔ)充有所不足。在水處理中，因未對當(dāng)?shù)厝粘Ｓ盟闆r進(jìn)行仔細(xì)勘查，也沒有綜合分析各種數(shù)據(jù)，并選擇相應(yīng)的前處理技術(shù)，因而導(dǎo)致超濾膜技術(shù)的應(yīng)用和維護(hù)成本提升。

3.2 能源損耗較大

應(yīng)用超濾膜技術(shù)會產(chǎn)生較大的能源損耗，因為該技術(shù)的應(yīng)用需要外力和設(shè)備的協(xié)助，才能充分發(fā)揮凈化效果，滿足水處理的要求。在應(yīng)用過程中，超濾膜技術(shù)的能源損耗也會加重，如果不能進(jìn)行有效的控制和處理，對于環(huán)境工程水處理的發(fā)展較為不利[4]。在超濾膜技術(shù)的應(yīng)用過程中，如果不對設(shè)備運轉(zhuǎn)能耗進(jìn)行仔細(xì)分析，無法把握最終的能耗量，就無法優(yōu)化和處理能耗較高的設(shè)備，能耗控制效果就不理想，能源利用率也就得不到有效提升。

3.3 污染問題嚴(yán)峻

雖然超濾膜技術(shù)目前已經(jīng)得到了較好的發(fā)展和廣泛地應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)手段也比較成熟，但是在城市化和工業(yè)化推進(jìn)過程中，水污染問題也日益嚴(yán)峻，對超濾膜技術(shù)的應(yīng)用也帶來了較大的挑戰(zhàn)。在超濾膜技術(shù)應(yīng)用過程中，很多因素都可能導(dǎo)致凈化效果的削弱。由于污染問題過重，超濾膜技術(shù)需要提高膜的更換頻率，如果相關(guān)工作人員沒有按時處理，就會導(dǎo)致超濾膜過濾效果下降，對于水處理效果也會產(chǎn)生不利的影響[5]。而再凈化，就會大幅增加成本，造成經(jīng)濟(jì)損失。由于超濾膜技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)性較高，因而對操作人員的能力要求也較高。如果操作人員的專業(yè)水平不滿足要求，在操作中出現(xiàn)不規(guī)范的情況，就會導(dǎo)致污染程度加重，對最終的凈化效果造成影響。在應(yīng)用中不重視對超濾膜的保護(hù)，也會影響水處理效果。

4 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

4.1 飲用水處理

盡管我國水資源總量比較大，但是人均水資源占有率很低。同時由于水體污染情況嚴(yán)重，天然水體中雜質(zhì)、細(xì)菌、藻類含量大，如果不進(jìn)行有效處理，直接進(jìn)入飲用水系統(tǒng)，對人體健康將造成極大危害。因此，相關(guān)部門需要重視對水資源的有效清潔，保證人們的用水安全。對此，在環(huán)境工程水處理中，應(yīng)用超濾膜技術(shù)能夠有效分離水體中的各種污染雜質(zhì)，有效過濾污染物，使水源質(zhì)量得到提高。另外，將超濾膜技術(shù)與混凝沉淀技術(shù)相結(jié)合，可以有效去除水中的污染物，保證生活用水的水質(zhì)和純凈度[6]。

4.2 含油廢水處理

來自工業(yè)領(lǐng)域的含油廢水，包括含有乳化劑的油、水體混合散油、水體表面浮油等不同形態(tài)。其中，混合散油及水體表面浮油的處理難度較小，可以采用機(jī)械混凝、沉淀、分離的方法進(jìn)行處理，也可以采用活性炭等化學(xué)品對水中的油進(jìn)行吸附處理，然后去除水中的油。而帶有乳化劑的油以微米級的油分子形式出現(xiàn)在水中，不能采用重力分離或粗細(xì)分離技術(shù)進(jìn)行處理，可采用超濾膜技術(shù)進(jìn)行凈化，分離水體和油性分子。在去油過程中，還可同時去除廢水中的氧化物質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到更好的油水分離效果。

4.3 城市污水處理

在城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，城市居民數(shù)量不斷增多，因此導(dǎo)致城市污水產(chǎn)生和排放量也大大增加。城市污水污染通常比較輕，經(jīng)過簡單處理后，即可直接排入江河湖泊。然而，由于城市污水處理量大、處理成本高、處理面積廣，難以實現(xiàn)大規(guī)模的批量處理[7]。因此，可以采用超濾膜技術(shù)進(jìn)行處理，解決城市污水的排放問題。超濾膜技術(shù)能有效去除城市污水中的各種污染物，提高水質(zhì)的純度。廢水經(jīng)處理后進(jìn)入自來水廠，再經(jīng)過相應(yīng)地處理就可以重新向居民提供。

4.4 海水淡化處理

地球上總體的水資源十分豐富，但是其中絕大部分是海洋水，不能直接飲用。在為數(shù)不多的可飲用的淡水資源中，大多數(shù)以冰川的形式存在，無法被開發(fā)利用。因此，在環(huán)境工程水處理中，解決淡水資源短缺問題顯得尤為重要。在過去的環(huán)境工程水處理中，曾經(jīng)采取多種措施淡化海水，使淡水資源儲備量增加。例如傳統(tǒng)的電滲技術(shù)，能夠進(jìn)行海水淡化處理，但是成本較高、效率較低。而應(yīng)用超濾膜技術(shù)處理，能夠有效解決這一矛盾。利用超濾膜技術(shù)處理海水，能夠達(dá)到97%的脫鹽率和去除率，經(jīng)該技術(shù)淡化處理后，能夠得到質(zhì)量更高的淡水資源。

4.5 電鍍工業(yè)廢水處理

在工業(yè)電鍍生產(chǎn)中，用水量比較大，工業(yè)廢水也比較大。與其他工業(yè)廢水不同，電鍍廢水中含有大量的重金屬元素，會對水體造成嚴(yán)重污染，對動植物造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。如果人類長時間飲用含有這些雜質(zhì)的水，身體健康也會受到嚴(yán)重?fù)p害。因此需要采取有效措施加以處理。在過去的環(huán)境工程水處理中，很難有效去除水中的重金屬元素。且成本較高、效率低下[8]。因此，應(yīng)用超濾膜技術(shù)能夠取得更好的效果。在超濾膜技術(shù)中的陶瓷膜，其孔徑為0.8 μm和1.4 μm，過濾堿中和后的物質(zhì)時，能夠達(dá)到90%以上的截留率。電鍍工業(yè)廢水經(jīng)過超濾膜技術(shù)處理后，水中的懸浮液和氰化物含量不超過20%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.000 2以下。

5 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的優(yōu)化

5.1 不斷革新技術(shù)

雖然超濾膜技術(shù)能夠有效處理水體中的各種污染物雜質(zhì)，但是在使用時間過長之后，超濾膜自身也會受到一定的污染導(dǎo)致失效。此時如果繼續(xù)使用超濾膜凈化水體，將難以達(dá)到理想的凈化效果，還可能出現(xiàn)二次污染情況。所以，在超濾膜技術(shù)的優(yōu)化過程中，需要不斷革新技術(shù)，對超濾膜技術(shù)進(jìn)行更新?lián)Q代，延長超濾膜的使用壽命，從而進(jìn)一步提高超濾膜技術(shù)的凈水效率，確保其具有更強(qiáng)的抗污染能力，并避免凈水后的二次污染[9]。

5.2 優(yōu)化清洗技術(shù)

雖然超濾膜技術(shù)具有良好的水清潔效果，但是其使用壽命也有一定的限制。如果超濾膜受損，就會失去對水體的清潔作用，導(dǎo)致不能有效攔截污染物。因此，需要優(yōu)化超濾膜清洗工藝，延長超濾膜的使用壽命?，F(xiàn)有的超濾膜清洗技術(shù)，超濾膜只能清洗一次或兩次，成本相對較高，如果清洗次數(shù)過多，也會造成超濾膜的損壞，導(dǎo)致其凈化效果受到影響，因而限制了超濾膜技術(shù)的發(fā)展。對此，通過對超濾膜清洗技術(shù)的優(yōu)化，可以提高清洗效率，減少超濾膜損壞，使超濾膜更換次數(shù)減少，提升其使用壽命，進(jìn)而降低成本。

5.3 完善技術(shù)組合

超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中可以發(fā)揮很大的作用，但也存在一定的局限性。例如容易發(fā)生大量分子殘留的情況。主要是由于沒有將超濾膜技術(shù)與其他水處理技術(shù)相互結(jié)合?；诖?，在超濾膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化過程中，應(yīng)完善水處理技術(shù)的組合，將超濾膜技術(shù)和其他水處理技術(shù)有效銜接[10]。例如，對于水體中的小顆粒、溶解性污染物，無法單獨使用超濾膜技術(shù)處理的物質(zhì)，可采用混凝工藝，通過改變水中懸浮顆粒的大小，去除水中的小顆粒和可溶性污染物。通過技術(shù)組合，使超濾膜技術(shù)的優(yōu)勢得到更加充分的體現(xiàn)。

5.4 推動超濾膜技術(shù)發(fā)展

目前，超濾膜技術(shù)是比較先進(jìn)的水處理技術(shù)之一，在各種環(huán)境工程水處理中都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在廢水回收、膜生物反應(yīng)器、海水淡化預(yù)處理中效果很好。在未來技術(shù)水平進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)上，也要積極推動超濾膜技術(shù)的未來發(fā)展，進(jìn)一步降低超濾膜技術(shù)的成本，并進(jìn)一步提高其效率，從而使超濾膜技術(shù)的應(yīng)用范圍得到更大地拓展。例如，研發(fā)更低成本和更高效的膜系統(tǒng)、膜組件，可有效解決現(xiàn)有的膜壽命短、污染重等問題，使超濾膜技術(shù)的缺陷更少、優(yōu)勢更明顯，進(jìn)而在環(huán)境工程水處理中能夠得到更好應(yīng)用。

6 結(jié)論

在環(huán)境工程中，水處理是一項重要的工作內(nèi)容，當(dāng)前水處理技術(shù)比較多，但大都存在一定的缺陷和不足。超濾膜技術(shù)是一種先進(jìn)的水處理技術(shù)，能夠有效去除污水中的多種雜質(zhì)，保證水體凈化的良好效果。運用超濾膜技術(shù)，可以有效提升水處理的效率和質(zhì)量，使處理后的水體質(zhì)量更高，能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ睢⑥r(nóng)業(yè)、工業(yè)用水的需求，具有重要的意義和價值。