水處理膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

水處理膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

Summary：水資源作為保障我國居民日常生活的重要資源，水環(huán)境的控制也成為城市建設(shè)和發(fā)展過程中的主要工作。因此在城市環(huán)境工程的建設(shè)過程中，需要利用先進技術(shù)來對水環(huán)境進行有效處理，避免水環(huán)境對城市居民造成不良影響。加強對水資源處理技術(shù)的優(yōu)化對于提升我國水資源利用效率，緩解水資源緊張問題來說具有重要意義。水處理膜技術(shù)作為當前在水處理工藝當中得到廣泛認可的一項技術(shù)，對提升水資源利用效率來說具有重要作用。Keys：水處理膜技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢1超濾膜技術(shù)的概述1.1基本原理在環(huán)境工程水處理中融入超濾膜技術(shù)時，需要加強對技術(shù)原理的深入性解讀，之后優(yōu)化現(xiàn)有的水處理方案，全面增強水處理效果。在超濾膜技術(shù)使用的過程，主要運用壓力將溶液中的溶劑和分子量較低的溶質(zhì)從小的孔隙中傳送到膜的另一邊，去除水中的各項雜質(zhì)，達到良好的過濾效果。在實際處理過程中主要的機理為篩分作用，同時配合超濾膜表面含有的化學(xué)性質(zhì)，在靜電作用下過濾和節(jié)流其中的物質(zhì)，從而滿足水處理的要求。在實際處理的過程中，一些分子較大的溶質(zhì)和雜質(zhì)被留在膜的另一邊，一部分溶劑通過超濾膜中的較小孔進入到接下來的處理環(huán)節(jié)中。構(gòu)建更加穩(wěn)定的超濾膜技術(shù)實施模式，為環(huán)境工程水處理工作的順利實施提供重要基礎(chǔ)，同時也可以降低水處理中化學(xué)藥品的使用量，滿足綠色環(huán)保的要求。超濾裝置工藝流程如圖1所示。圖1超濾裝置工藝流程圖1.2超濾膜水處理技術(shù)的種類（1）短流程技術(shù)短流程技術(shù)是超濾膜技術(shù)相對有效而且使用廣泛的技術(shù)之一，該技術(shù)主要是將多種凈水技術(shù)和超濾膜處理技術(shù)相結(jié)合，屬于一種綜合性的水處理方案。不過這種方案相對來說有著很大的限制，需要在水質(zhì)較好、水污染不高的區(qū)域使用，否則很難完成水處理工作。不過該技術(shù)相對來說成本較低，能夠有效節(jié)省人力物力，傳統(tǒng)自來水廠只需改造后便可以使用，能夠有效應(yīng)用于污染程度較小的地區(qū)。（2）雙膜處理技術(shù)雙膜處理技術(shù)指的是利用兩層超濾膜展開水處理工作，或者是將超濾膜和反滲透的過濾膜結(jié)合使用，該方法使用率同樣比較高，能夠應(yīng)用在污染程度較高以及水中含鹽量高的地區(qū)，而且效果非常好。相對于傳統(tǒng)技術(shù)無法處理污染嚴重以及含鹽量高的水質(zhì)來說，雙膜處理技術(shù)更有效，也更加簡單。雙膜處理技術(shù)能夠?qū)λY源進行雙層凈化，以確保凈化后的水質(zhì)更加優(yōu)質(zhì)。在雙膜處理技術(shù)得到應(yīng)用之后，大部分地區(qū)污染嚴重的水質(zhì)得到了有效的處理，大大節(jié)省了當?shù)赜盟杀?。?）組合技術(shù)組合技術(shù)主要是將短流程技術(shù)和雙模技術(shù)結(jié)合使用，利用兩種技術(shù)的共同優(yōu)點來對水環(huán)境進行處理。組合使用能夠更好地對水環(huán)境進行治理，是目前最理想的超濾膜技術(shù)之一。不過由于兩種技術(shù)的組合建設(shè)成本較高，因此目前未得到有效的推廣和使用。所以在我國的水環(huán)境處理工程的未來發(fā)展過程中，應(yīng)當對組合超濾膜技術(shù)進行優(yōu)化和研究，提高組合技術(shù)的應(yīng)用效率，降低超濾膜技術(shù)的應(yīng)用成本，確保超濾膜技術(shù)能夠更有效地應(yīng)用到我國環(huán)境工程的水處理建設(shè)工作中。（4）新型超濾膜技術(shù)雖然超濾膜技術(shù)為綠色無污染技術(shù)，不過在應(yīng)用一段時間后也會受到一定的污染，此時的超濾膜便很難再進行水處理工作，不然則會對已經(jīng)凈化的水資源造成二次污染。因此對超濾膜的更換工作是非常重要的，同時還需要加強對超濾膜新技術(shù)的研究，促進超濾膜的更新?lián)Q代。在對新型超濾膜的研究過程中，首先需要延長超濾膜的使用時間，并且提高超濾膜的濾水效果，同時還需要嚴格控制超濾膜成本，積極研究新材料的應(yīng)用，而且還需要提升超濾膜的抗污染能力，以確保超濾膜的使用效果能夠得到不斷提升。2國內(nèi)水處理膜應(yīng)用狀況與西方發(fā)達國家相比，我國水處理膜相關(guān)技術(shù)應(yīng)用起步較晚，就目前來看，主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在生活污水以及工業(yè)廢水的處理以及工業(yè)生產(chǎn)需要的軟化水、超純水等，微波、超波、反滲透等工藝在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，同時這一類技術(shù)之間通過相互組合的方式在水處理領(lǐng)域能夠得到廣泛應(yīng)用。伴隨著這些技術(shù)的不斷成熟，應(yīng)用范圍得到不斷拓展，在水處理技術(shù)中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，不僅如此，由于國內(nèi)政府關(guān)于污水處理方面的標準，也在不斷完善和更新過程當中，這也就使得越來越多的技術(shù)成果得以被運用到生活實踐當中來。隨著國家對有機污染物含量要求的進一步提高，對雙膜法、全膜法等集成膜分離技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，特別是對于一些特殊工業(yè)廢水處理，表現(xiàn)出極強的處理能力。例如某水處理膜生產(chǎn)企業(yè)引進了雙膜法和全膜法技術(shù)，并通過膜材料和其他水處理設(shè)備的配合使用從而提升了數(shù)據(jù)處理的實際效果。利用雙膜法技術(shù)能夠有效的實現(xiàn)深度脫鹽，從而進一步提高進水水質(zhì)，全膜法者通過兩種以上水處理膜的配合，進一步強化對污染物的去除能力，在超純水的制備過程當中，這一技術(shù)得到了廣泛運用。3環(huán)保工程水處理中應(yīng)用超濾膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3.1優(yōu)勢利用超濾膜技術(shù)處理環(huán)保工程水，可提升水質(zhì)，增強水質(zhì)穩(wěn)定性。出水濁度與原水質(zhì)差異較小，通常不會高于0.1NTU。出水微生物較為安全，水中細菌及隱孢子蟲會被超濾膜截留，消毒時不會產(chǎn)生較多副產(chǎn)物，出水化學(xué)安全性高。超濾實施前，混凝劑添加量少或無需添加，出水中鐵、錳等金屬含量不會超限。超濾水廠可通過組件的適度增減靈活調(diào)控供水規(guī)模，水廠擴建也極為便利。超濾工藝簡單，壓力是主要驅(qū)動力，操作過程便捷、維修控制簡單，可縮短水處理周期，減少占地面積，顯著提升水處理效率。3.2劣勢超濾膜技術(shù)并非對所有物質(zhì)均能做到高效處理，在氮、氨等具備高溶解性物質(zhì)處理方面效果并不理想。超濾膜技術(shù)應(yīng)用時，對環(huán)境應(yīng)用條件要求較為嚴格，超濾膜需要放置在具有遮擋的位置處，不可被陽光直射，否則會影響過濾效果。此外，超濾膜不可應(yīng)用于冰凍環(huán)境中。4水處理膜技術(shù)的應(yīng)用4.1超濾膜技術(shù)在生活污水處理中的應(yīng)用在日常生活中很多活動均會產(chǎn)生廢水，生活污水的產(chǎn)生場所有廚房、浴室等區(qū)域。生活污水含有大量無機鹽，雖毒性較低，但如果生活污水未經(jīng)處理直接進行排放，當排放達到一定量時，就會超出地表水體的自凈能力，造成水體污染，常見問題是水體富營養(yǎng)化。目前，人們環(huán)保觀念加強，對生活污水的凈化處理也逐步重視。隨著超濾膜技術(shù)的應(yīng)用，對生活污水的處理效率有了極大提高。在生活廢水處理過程中，超濾膜技術(shù)與其它技術(shù)結(jié)合，以確保廢水凈化效率，有效去除有害物質(zhì)，進一步凈化至相應(yīng)回用標準后，可用于農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域。從提高污水處理效率來看，在進行污水處理時，先要對污水中雜質(zhì)進行預(yù)處理，再應(yīng)用超濾膜技術(shù)進行過濾。在此過程中，技術(shù)管理人員需要注意污水的分質(zhì)分類收集、處理，從而提高超濾膜的凈化效率，亦可節(jié)約處理成本。在提高污水處理及回收效率方面，技術(shù)管理人員要重點安裝水循環(huán)系統(tǒng)，以對應(yīng)用超濾膜技術(shù)處理的污水進行回用。4.2超濾膜技術(shù)處理食品工業(yè)廢水的應(yīng)用近年來，社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，生產(chǎn)和生活水平提高。在此背景下，食品工業(yè)順應(yīng)了發(fā)展的需要，品種不斷改進和增多，以滿足人們的生活需要。但在食品生產(chǎn)加工過程中，會產(chǎn)生大量的污水，這些廢水中存在大量的有機懸浮物，若不加處理直接排放，就會直接導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化問題，使水體的含氧量降低。這種情況下，水生生物難以生存，對生態(tài)生物多樣性構(gòu)成威脅，嚴重破壞了生態(tài)平衡。另外，廢水中的懸浮物會推移沉淀至水底，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生強烈的異味，會嚴重影響水體質(zhì)量。此外，食品廢水中含有的乳糖具有一定的回收價值。因此，在處理食品行業(yè)廢水過程中，可將該物質(zhì)分離出來，以提高資源的利用率。由于超濾膜污水處理技術(shù)的良好除菌效果，其被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)的污水處理工作中。而且，該技術(shù)不僅能快速去除污水中的微生物和雜質(zhì)，還能有效回收污水中具有利用價值的物料，在減少廢水處理成本的同時，也能有效保障廢水處理的效率。由此可見，應(yīng)用超濾膜處理技術(shù)，凈化食品加工工業(yè)的廢水，能全面提高其污水處理的效果，符合社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的目標，同時提高資源利用率。4.3在海水淡化中的應(yīng)用全球水資源總量中，約70%為海水，海水含鹽量較大，難以飲用，必須要通過海水淡化處理來解決當前水資源供應(yīng)不足的現(xiàn)象。我國的海岸線較長，具備良好的海水淡化處理的地理條件。海水中富含微生物，同時細菌及雜質(zhì)含量也較高，與其他水處理相比，海水淡化處理難度更高。在超濾膜技術(shù)應(yīng)用下，可實現(xiàn)規(guī)模化的海水淡化處理，既能提高海水淡化效率，也可實現(xiàn)處理成本的有效節(jié)約?？赏ㄟ^超濾膜技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)大量海水的有效淡化，為居民提供充足的飲用水源，緩解水源危機。4.4在飲用水凈化中的應(yīng)用居民飲用水中存在水蚤、紅蟲、賈第蟲及隱孢子蟲，且存在藻毒素或生物穩(wěn)定性問題。飲用水企業(yè)需利用超濾膜技術(shù)進行飲用水凈化處理，其不僅能夠?qū)⑺泻械乃?、藻類有效去除，還可消除水中的原生動物及病菌微生物，有效分離懸浮物及各種雜質(zhì)，還可改善水濁度、去除氨氮，使飲用水的質(zhì)量達到攝入標準，從而滿足居民對水質(zhì)的高要求。5水處理膜技術(shù)的發(fā)展趨勢5.1制作工藝水平的提升在生產(chǎn)水處理膜的過程當中，膜材料是膜質(zhì)量的重要保證，因此想要進一步提升膜技術(shù)水平，就必須要在材料上有所突破?，F(xiàn)如今許多膜生產(chǎn)企業(yè)為了進一步提升膜的耐久度，在進行設(shè)計的過程當中，常常會嘗試利用各種新的技術(shù)手段來提高膜材料的品質(zhì)，提升產(chǎn)品的性能。從目前膜技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，未來水處理膜技術(shù)研發(fā)具有壽命長、消耗小、抗腐蝕等特點，越來越多的學(xué)者也開始將更多的注意力集中在這些方面。5.2提升膜性能最終所制得的膜產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上將決定水處理的效果，因此想要進一步提升水處理效果，就需要對于膜產(chǎn)品的質(zhì)量進行深入研究，嘗試找出提升水處理膜性能的方法。就目前來看，在某產(chǎn)品開發(fā)的過程當中縮小成本，降低預(yù)處理要求是當前在膜產(chǎn)品開發(fā)過程當中最主要的方向。除此之外，膜產(chǎn)品能否抵御污染也是生產(chǎn)者以及消費者十分關(guān)注的問題，膜產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，特別是在工業(yè)領(lǐng)域有著十分廣泛的用途，工業(yè)領(lǐng)域的水處理膜要求其具備一定的抗腐蝕性，才能夠很好的適應(yīng)工作環(huán)境，延長使用壽命，降低損耗。因此對于當前膜生產(chǎn)工藝，應(yīng)當要與新型的科學(xué)技術(shù)進行高效融合，對于膜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行不斷優(yōu)化設(shè)計，從而來有效提升膜產(chǎn)品的質(zhì)量，讓膜產(chǎn)品能夠適應(yīng)更加多變的復(fù)雜環(huán)境。5.3膜技術(shù)應(yīng)用水平的提升在當前發(fā)展膜技術(shù)的過程當中，除了要對膜材料進行改進，同時提升膜性能之外，重視膜產(chǎn)品的應(yīng)用水平的提升也是水處理膜技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。相關(guān)的科研人員在開發(fā)膜產(chǎn)品的過程當中，必須要注重膜產(chǎn)品在應(yīng)用領(lǐng)域的進一步拓展，隨著我國關(guān)于水處理方面的相關(guān)標準不斷完善和更新，在膜產(chǎn)品開發(fā)過程當中也出現(xiàn)了新的變化。膜產(chǎn)品組合工藝的進一步提升是水處理膜技術(shù)在研發(fā)過程當中所必須要考慮的問題，同時水處理膜技術(shù)能否滿足現(xiàn)實中的各種復(fù)雜環(huán)境，能否滿足多樣化的市場需求，也是相關(guān)從業(yè)人員在進行設(shè)計研究過程當中所必須要考慮的。例如針對水處理過程當中的鹽以及重金屬雜質(zhì)，可以考慮開發(fā)微濾膜；對于一些酸性或者堿性液體則在進行研發(fā)過程當中重視生物膜的開發(fā)，著重提升生物膜對高濃度酸堿物質(zhì)的耐受性；而對于高溫環(huán)境下的水處理，則應(yīng)當要開發(fā)耐高溫的生物膜。除此之外相關(guān)研究人員也應(yīng)當要綜合運用多種水處理膜，從而提升產(chǎn)品的處理效能，例如可以將生物膜與膜法進行有效搭配使用，通過這樣的搭配既能夠提升水處理膜的性能，也能夠降低能源的損耗，提升資源的利用效率。6提升超濾膜技術(shù)改善污水處理質(zhì)量的相關(guān)策略6.1全面做好污水凈化系統(tǒng)的處理為提高污水凈化處理水平，技術(shù)人員要加強對生活用水管道的安裝工作，防止飲用水在凈化過程中受到二次污染。國家還要制定合理的飲用水使用價格策略，控制好人們的用水行為，提高節(jié)約意識。為避免有害重金屬物質(zhì)對生活飲用水造成污染，可積極推廣超濾膜技術(shù)，構(gòu)成多膜反滲透系統(tǒng)，以全面保證生活飲用水的質(zhì)量。在對生活或工業(yè)用水凈化處理時，要進行合理的區(qū)分、分質(zhì)。首先，不同類型的污水要有單獨管道，分別進行處理。如廢水處理和過濾要以特定方式進行，它取決于污水水體的顆粒和離子類型。其次，應(yīng)針對不同廢水建立特定的過濾指標，如針對消費需求過濾或生產(chǎn)用水過濾等。6.2全面做好污染源的排查監(jiān)督工作由于不同的廢水類型要使用不同的超濾膜處理技術(shù)，因此，技術(shù)管理人員必須要做好水污染源的排查工作，以全面保證水體污染的防治效果。通過加強對現(xiàn)場的檢查，建立水污染情況專項數(shù)據(jù)，利用信息化技術(shù)進行分析，以作出合理的污水處理技術(shù)安排，如對水箱和閥門進行調(diào)整，以適應(yīng)局部區(qū)域污水處理的要求。6.3加強相關(guān)技術(shù)的研發(fā)超濾膜技術(shù)可與活性炭處理技術(shù)相結(jié)合。雖然超濾膜技術(shù)在使用后不易降解，但由于市場對該技術(shù)的需求很大，而企業(yè)又沒有足夠的生產(chǎn)力，導(dǎo)致應(yīng)用超濾膜技術(shù)成本較高。為了控制其使用成本，可組合使用活性炭過濾裝置，以達到污水雙重過濾的效果。結(jié)束語水資源是地球上最寶貴的資