談環(huán)境工程水處理超濾膜技術應用
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了談環(huán)境工程水處理超濾膜技術應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
關鍵詞：環(huán)境工程；水處理；超濾膜技術
引言
超濾膜技術就是在水中加入超濾膜材料，起到超級過濾水雜質的作用。具體的工作原理如下：將需要過濾的水灌入過濾設備中，容器內置入一張超濾膜，在原水溶液一側施加高壓，將水向超濾膜另一側過濾，由于高壓作用，水溶液中的大顆粒物質和高分子溶質會被超濾膜阻隔，低分子溶質和溶液會過濾到另一側，即超濾膜技術的物理截留；由于超濾膜上會帶有預先設置的化學分子，在水溶液過濾的時候，化學性能會將水溶液中的部分分子顆粒吸附，起到進一步的分離作用，此即超濾膜技術的化學截留。超濾法在這一系列的操作下，會將分子量大于500的分子、膠體、細菌、蛋白質等高分子截留下來，過濾效果明顯[1]。首先，超濾膜技術與傳統(tǒng)的過濾技術有著極大的改變，分離效果好，精度高，將傳統(tǒng)分離技術無法截留的膠體、細菌等有害物質也能過濾掉，整個分離過程細致完整，無需第二次分離；其次，超濾膜技術可以實現全面自動化，其建立在高科技技術的設備上，設備智能化程度較高，完全可以將整個水處理過程梳理的既簡潔又成熟；第三，超濾膜可以重復利用，在完全自動化的設備中，每一次超濾膜的使用之后，都會將其放入高溫蒸汽和環(huán)氧乙烷中做消毒殺菌，并且由于超濾膜上面的化學物質穩(wěn)定性高、耐高溫、耐酸耐堿，使得超濾膜在消毒后也無需重新填充化學物質，二次利用極為方便；最后，超濾膜技術造就了水資源的循環(huán)，生活污水或工業(yè)污水在超濾膜技術的處理下，可以將其中的良好水質做循環(huán)利用，節(jié)約了水資源。
1環(huán)境工程水處理中超濾膜技術的應用
超濾膜技術可以應用在各處水過濾工程中，污水處理方面包括城市污水處理，工業(yè)廢水處理，含油廢水處理等，而本文主要探討的是城市居民水處理方面，包括以下三點：海水淡化處理(部分飲用水的來源)、居民飲用水處理(飲用水的凈化)和城市水循環(huán)利用(飲用水的回收)[2]。
1.1海水淡化處理
全球淡水資源日益減少，而海水占據全球總儲水量的97.2%，是名副其實的液體寶藏，海水每年有450萬m3會被蒸發(fā)成為淡水，但是這些淡水中90%會通過降雨回到海洋，只有10%變成雨雪降落在大地上，可見單純依靠氣象循環(huán)產生的淡水量不足以解決淡水危機。海水是一種成分非常復雜的水溶液，大體可以劃分五類：主要成分為一些常量元素和金屬離子，通過初步的蒸餾就可以減少其大部分；另外包括可溶氣體、營養(yǎng)元素、微量元素和有機物質，使得海水無法被人直接飲用。超濾膜技術的應用大部分作用就是為了處理這些有機質和無機鹽，還有多種有害物質。海水淡化是一個龐大復雜的工程，各國都在海水淡化中投入了大量的研發(fā)精力，目前超濾膜技術已經能夠利用在海水處理過程中。超濾膜技術消耗能量低可以減輕能源成本、操作簡單便于設備做自動化處理、分離效果好使得海水中大分子顆粒能夠被隔離、附帶的化學物質能夠有效減輕海水的含堿量，并且超濾膜技術還可以和反滲透技術相結合，對于高渾濁的海水也能夠有效發(fā)揮作用，為海水淡化做出了極大地改善。
1.2城市居民飲用水凈化
一方面隨著城市化的推進，越來越多的人開始涌向城市，正常情況下，成人平均飲用水量每天在2500mL，排除食物、水果等，直接飲用水量在1000mL，而一個中心城市人口大概超過千萬，可見我國飲水資源的供應不足會隨著城市化的推進變得更加明顯；另一方面，由于國家經濟建設，大量工廠選擇將工業(yè)廢水排入河流或海水，使得河流污染嚴重，海水淡化難度加大，導致城市居民飲用水的水質量也在日益下滑；第三，由于國家的城市地理位置不同，水資源的分配也不均衡，南方水資源富足而北方缺乏，即使國家建立了多項南水北調計劃，水資源匱乏的城市仍然有水資源不足的情況，并且調動的過程中，淡水還會受到環(huán)境的影響，使得城市更加需要加強對飲用水的凈化。由此可見，在城市居民飲用水凈化工程上面加大力度是環(huán)境工程的首要之事：首先，超濾膜技術搭配混凝沉淀裝置可以減少飲用水中的病原微生物，同時過濾掉有害雜質，提升飲用水質量；其次，超濾膜技術可以和CSAA結合將飲用水中NH3-N含量控制在0.2mg/L以下，使飲用水被凈化到符合居民生活用水的規(guī)范標準；最后，超濾膜技術的可重復利用特性，降低了城市對飲用水的凈化成本。1.3水循環(huán)利用城市化進程不可避免的增加城市的污水量，工業(yè)的發(fā)展加上大量人口涌入城市，每天產生的污水加劇了環(huán)境污染：污水進入土壤會造成土壤和地下水的污染；排入河流會造成淡水的污染和魚群的危害；隨著河流融入大海，也會導致海水的富營養(yǎng)化和金屬含量增加；由于排入污水的海水都是近海，工業(yè)淡化海水的難度也會增加，成本也會增大，可見城市污水處理是環(huán)境工程的重中之重。不同于工業(yè)廢水，城市污水主要是居民的生活污水，這部分污水可以有效的凈化并回收利用，實現水資源的循環(huán)。運用超濾膜技術，首先能夠減少生活污水中的有害微生物，超濾膜的過濾能力能夠將污水中分子量超過500的大分子微生物阻隔在膜外，控制水的渾濁度在0.5以內；其次，超濾膜與CSAA結合，對于CODc濃度在215～677mg/L的污水，使其降低到30mg/L，對于NH3-N濃度在22.2～41.2mg/L的污水，使其降低到0.2mg/L；第三，超濾膜上面的化學物質可以控制污水的酸堿性，過濾后可達到7.26～7.89范圍內；最后，經過超濾膜技術和其他凈化水技術的回收水，可以將其用在工業(yè)中或是應用在道路噴灑、園林澆灌上，實現回收水的二次利用。如果生活污水的污染程度不高，經過這一系列操作，再檢測其符合城市居民飲用水的標準規(guī)范后，完全可以將其繼續(xù)向城市居民供應，實現城市水循環(huán)。
2超濾膜技術存在的問題
由于我國的環(huán)境工程目前對水資源處理的經驗不足，超濾膜技術的應用還出現了一些問題：首先是膜污染問題。由于超濾膜應用在高壓環(huán)境下，一些體積不大，但是正好可以通過的顆粒往往會有一些被高壓吸附在膜表面，造成了吸附污染，雖然說理想環(huán)境下超濾膜可以二次應用，但是現實使用過程中，超濾膜往往會出現各種意外的污染，導致在不斷重復使用時，過濾效果越來越差，增加了水過濾的次數和難度，并且被過濾的水還會受到超濾膜的二次污染。其次是工藝制作問題。前文介紹到超濾膜的使用往往會和其他技術相結合，才能使得凈水效果更佳明顯，可是由于技術上的復雜性，侵入式和壓入式超濾膜技術需要外力驅動，導致應用難度加大，限制了超濾膜的廣泛使用。最后是使用成本問題。技術的誕生需要不斷地研發(fā)和迭代，超濾膜應該在多次的實驗中得到更加低廉的使用材料，目前成本問題導致超濾膜在凈水工程的應用中受到了限制。
3超濾膜技術在水處理工作的未來發(fā)展
3.1新生代濾膜的研發(fā)
上文提到理想情況與現實情況的不同導致超濾膜的污染問題，二次應用時會對水溶液造成污染，無法提升其質量，不能達到滿足城市居民飲用的程度?，F階段在超濾膜使用一次之后，自動化裝置會將其送入清洗工序中，為了除去超濾膜上面的吸附雜質和化學污染，清洗工序非常復雜，使用了各種各樣的化學試劑也無法保證百分百清除污染。由此可見，新生代濾膜的研發(fā)勢在必行，需要研發(fā)出更強的超濾膜，其能夠在抗氧化能力上、抗酸堿能力上、抗污染能力上有著更大的優(yōu)勢。與此同時，在減輕超濾膜的材料生產成本和使用難度也會有明顯的效果。
3.2增強超濾膜清洗水平
研發(fā)新的超濾膜搭配的就是新的清洗能力，通過對現實環(huán)境工程城市居民水處理的經驗做總結發(fā)現：不同的受污染程度的超濾膜的清洗手段也不同，需要提前做好準備，劃分出不同階段的清洗力度，形成可行性文檔要求。自來水廠在凈化居民飲用水時應該根據水源的不同，設定不同的清洗方案，源水質的不同會對超濾膜造成不同的污染，只有清楚合理的劃分清洗計劃，才能夠做到資源的有效利用，并且也能夠有效地降低超濾膜的污染。
3.3完善超濾膜技術的組合
實際的環(huán)境工程水處理工作中，超濾膜技術已經能夠在很多方面提供較好的應用效果：大分子顆粒的過濾，病原微生物的處理、酸堿度的平衡。但單一使用超濾膜技術還是無法做到完全處理雜質，水資源的質量無法達到標準要求，那么超濾膜技術和其他技術的組合就是未來的研究發(fā)展方向，相互配合的技術才能夠最大化實現水資源質量的提升?，F在超濾膜技術已經和混凝沉淀裝置、反滲透技術、CSAA等技術合作，實現了海水的淡化，污水的凈化。未來希望能夠看到更多的水凈化技術與超濾膜技術做結合。比如超濾膜技術與粉末活性炭相結合：活性炭負責吸附大顆粒雜質，避免其被高壓壓入超濾膜中，造成超濾膜污染；并且隨著活性炭劑量的增加，水通量的下降率也會降低，直至超濾膜與活性炭二者形成相互補充，飲用水的渾濁度才會被合理地調整。
4結語
在不影響成本和設備合理安裝的情況下，設計包括超濾膜技術的完善的組合裝置，能夠最大限度地發(fā)揮超濾膜技術的價值，并且還能將其他技術的不足之處做彌補，豐富了環(huán)境工程水處理的手段。
參考文獻：
[1]朱國軍.超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中的應用管窺[J].生物技術世界,2014(08):15-16.
[2]劉云珠.超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中的應用[J].江西化工，2019(01):195-196.
作者：曲鋆洋 單位：大慶油田水務公司東風水廠
