超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中的有效實踐獲獎科研報告

超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中的有效實踐獲獎科研報告【摘要】水處理是環(huán)境工程的重要組成部分，其工作質量直接關系到城市居民的用水安全性以及水資源的利用率。做好水處理工作，是實現人與自然和諧發(fā)展，落實可持續(xù)發(fā)展目標的重要路徑，因此，如何利用新興技術提高水處理質量是社會各界關注的焦點。隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)現超濾膜技術具有良好的水資源處理效果，并逐漸將其應用于環(huán)境工程水處理工作中。本文簡要闡述了該技術的原理以及在水處理中的應用優(yōu)勢和劣勢，并從飲用水凈化、海水處理、工業(yè)廢水處理、城市污水處理四個角度，概述了該技術在環(huán)境工程水處理中的實踐形式，以期對生態(tài)環(huán)境保護工作的優(yōu)化與發(fā)展產生積極的促進作用。

【關鍵詞】超濾膜技術;污水凈化;環(huán)境工程;水處理應用

資源匱乏、污水排放量大是我國水資源面臨的主要問題。而超濾膜技術既能夠對生活污水、工業(yè)廢水進行高效的處理，又能夠對海水資源進行有效的凈化，同時還具有成本低、能耗低的應用優(yōu)勢。因此，了解超濾膜技術的原理、特點和優(yōu)劣勢，探究其在環(huán)境工程水處理中的有效實踐形式，對于該技術的推廣普及、我國水處理能力的提升以及環(huán)境保護工程的有效開展具有重要的意義。

一、超濾膜技術的原理

超濾膜指的是孔徑規(guī)格一致，額定孔徑≤0.01μm的微孔過濾膜，能夠過濾、篩選出粒徑小于孔徑的溶質分子。而超濾膜技術則是一種以超濾膜為核心過濾介質，以膜兩側壓差為驅動力，對原液進行篩分和過濾的技術。當原液流經超濾膜表面時，在壓力差的作用下，粒徑小于膜額定孔徑的溶質分子會穿過超濾膜形成透過液;而粒徑大于額定孔徑的物質則被隔離在膜的進液側，形成濃縮液。目前，世界已知最小細菌的直徑為0.2μm，遠大于膜孔徑，因此，在利用超濾膜技術進行水處理時，不僅能夠實現大分子有機物、懸浮物、鐵銹、泥沙、膠體等大粒徑物質的截留，還能夠對細菌進行有效截留，從而獲得良好的污水凈化效果[1]。

二、超濾膜技術在水處理中的應用分析

（一）超濾膜技術在水處理中的應用優(yōu)勢

超濾膜技術在水處理中的應用優(yōu)勢體現在：（1）水處理效率高、處理量大，對于水污染較小的城市，其在飲用水處理方面具有較高的應用效率（2）材料化學穩(wěn)定好。超濾膜具有良好的耐堿、耐酸、耐高溫特性，對于污染水的水質無特殊要求，因此，該技術具有良好通用性和適用性（3）技術原理簡單，可實現污水的自動化處理，從而有效節(jié)約水處理工作的人力投入。同時，該技術還具有運行安全穩(wěn)定、易于維護、操作簡單等應用優(yōu)勢（4）該技術屬于物理性過濾法，應用過程中無需加入任何化學制劑，從而有效避免水體的二次污染以及其它環(huán)境污染行為（5）可以通過調節(jié)濾膜孔徑對特定物質進行針對性過濾，一方面滿足不同的水處理需求;另一方面可以實現污水中特定物質的收集，這些收集到的物質加以簡單處理后可循環(huán)再利用。相較于傳統(tǒng)“徹底性”的污水治理模式，該技術更有利于資源的循環(huán)利用[2]。

（二）超濾膜技術在水處理中的應用劣勢

超濾膜技術的應用弊端主要有：（1）利用超濾膜技術進行水處理時，需要確保污水的供給壓力，尤其是一些污染嚴重的水體，只有在特定的供給壓力作用下，超濾膜技術才能徹底、有效地過濾掉水體中的雜質，獲得最好的治理效果。因此，優(yōu)化驅動設備是應用超濾膜技術進行水處理的關鍵環(huán)節(jié)。而驅動裝備的更新和優(yōu)化，會在一定程度上增加水處理工序的復雜度以及處理成本（2）超濾膜在長期使用后普遍會出現膜污染情況，不僅會影響水處理的質量和效率，還會增加處理設備的整體能耗。因此，需要定期進行超濾膜消毒或更換[3]。

三、超濾膜技術在水處理中的有效實踐

（一）海水凈化

我國人口基數大，對水資源的需求量也非常大，從而導致我國水資源始終處于相對緊缺的狀態(tài)。而我國海水資源十分豐富，若能通過相應的水處理技術，提升海水資源的利用率，則能夠有效緩解我國水資源緊缺的問題。目前，我國主要采用電滲技術進行海水的一次性淡化處理，但這種處理方法能耗極為龐大。而在海水淡化處理前，利用超濾膜技術對海水進行預處理，基于超濾膜突出的分離特性，率先過濾掉海水中大部分的微生物、懸浮顆粒以及鹽分，能夠有效降低后續(xù)淡化處理的能耗，提升處理效率。同時，還可以將超濾膜技術與反滲透技術結合使用，進一步提升海水凈化處理的效果[4]。

（二）飲用水凈化

隨著生活水平和質量的提高，國民對于生活用水的質量也提出了更高的要求。與傳統(tǒng)的飲用水凈化技術相比，超濾膜技術具有更好的原水波動適應能力，能夠有效實現膠體物質、懸浮顆粒、“兩蟲”、細菌、藻類、病毒、水生生物以及其它大粒徑有害物質的過濾，顯著提升飲用水的凈化效果。但對于可溶解性有機物、溶解性鹽、金屬離子以及其它小分子有機物的截留效果較差。因此，為滿足人們不斷提高的飲用水質量要求，通常采用混凝-超濾聯(lián)用、活性炭-超濾聯(lián)用等工藝技術進行飲用水凈化處理[5]。

（三）城市污水處理

隨著我國城市化建設進程的不斷深入，城市污水排放量顯著提升，使得城市污水處理成為環(huán)境工程水處理的重要工作內容。城市污水中富含大量病原生物、脂肪類物質和有機物，若處理不當，這些污水將會對城市周邊生態(tài)環(huán)境以及城市居民的身體健康造成嚴重的危害。利用超濾膜技術進行城市污水處理，基于超濾膜較強的物化和分離特性，能夠最大程度過濾掉污水中的病菌和有機物，對總磷、總氮、氯離子、總溶解離子進行有效截留，從而達到治理城市污水的作用。

（四）工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水處理是環(huán)境工程水處理的重點和難點。工業(yè)廢水具有排量大、種類多、成分復雜、環(huán)境威脅大的特點，不僅處理難度大，而且處理成本較高。而利用超濾膜技術進行工業(yè)廢水處理，能夠顯著提升廢水處理效率和質量，降低處理成本。例如，造紙過程的每個工藝環(huán)節(jié)都會產生工業(yè)廢水，導致最終排放出的造紙廢水，成分復雜，富含大量的有毒物質和化學成分，具有極大的危害作用。相較于傳統(tǒng)處理方法，運用超濾膜技術處理造紙廢水，不僅能夠基于超濾膜超高的截留率，顯著提升處理效果，還能夠將廢水中具有利用價值的化學物質有效收集，從而實現資源資利用。

結語：

綜上所述