基于超滤膜技术在环境工程水处理中的实践分析

基于超滤膜技术在环境工程水处理中的
实践分析
摘要：“水处理技术”是通过物理、化学等手段，去除生活和生产中用不到
的水的工艺。

水处理行业因为与社会生产生活有着密切的联系，所以它所牵涉的
应用领域非常广泛，形成了一个巨大的工业系统。

近年来，国际上对膜技术给予
了极大的关注，尤其是欧洲等发达国家，更是将其列为高科技，并对其进行了大
力投资，推动其快速发展，并不断拓展其应用领域。

作为一种膜分离技术，超滤
膜技术是在原有水处理技术基础上进行的革新和改良，它可以对水中的杂质进行
有效地过滤，从而提高水的质量。

文章就超滤膜技术在环境工程水处理中的应用
展开了分析。

关键词：环境工程；水处理；超滤膜技术；饮用水净化；城市污水处理
前言：
在我国的城市环境工程的施工中，水是非常重要的一环，水作为人类最主要
的生活来源，在城市环境工程的施工中，水的质量更加地重要。

通常，施工现场
施工都要严格遵循水的基本要求，先要通过多种技术对水进行预处理，然后采用
消毒剂、水资源专用的净化剂等，将水中的悬浮体进行清理，并消除水中的气味。

然后将水排出到管道内，在这一步中，很可能会导致二次被污染，并且在使用消
毒剂和净化器的时候，也会对水资源产生一定的影响。

因此，在现代以前的一些
水处理技术将会不再采用。

目前使用的是超滤膜技术，它不但可以更好地去除水
中的杂物和臭味，而且还不会对水的质量造成任何的影响。

1城市生活污水的构成及其危害
在城镇生活废水中，含有含氮化合物、有机物、大量固体悬浮物、菌类生物
体和部分重金属元素，若不能对城镇生活废水进行有效的环境保护，就将其排入
自然水中，就会引起自然水中的有毒化和富营养化，随着时间的推移，还会引起
生态环境恶化等问题。

虽然现在有些城镇对生活废水进行了一级物理处理和二级
生化处理，但是由于城镇生活废水的组成成分比较复杂，所以即使是通过技术处
理后的生活废水，也会出现总磷、总氮等问题。

当这些总磷、总氮偏高的生活废
水被排到自然水中后，逐渐渗入到地下，人们喝了之后，就会出现中毒的情况。

2超滤膜技术的概念、运用原理和特点
2.1概念和运用原理
以水相隔离为基础，强化富集工艺的，称为超滤膜技术。

其运行机制可分为
两个层次：一是超过滤机制。

这种方法，就是在溶解的过程中，形成一层难以穿
透的薄膜，让其它的东西可以穿透。

但要做到这个目的，就需要一个足够大的气压，将一切物体都推向薄膜。

随着技术的进步，超过滤技术也有了很大的进步，
现在的超过滤工作机理也从原来的单层薄膜转变为多层薄膜，大大增强了它的实
际应用价值。

同时，也能更好地清除掉水中的杂物，使无杂质的材料能够通过滤网，流入到隔板的另外一端；在超过滤技术中，分子重量可以保持在约五百万吨
左右，而这些物质的重量一般在0.002~0.100吨左右。

从试验中可以看出，只有
极少量的非杂质的杂质才能穿过过滤层，这就是微观渗透的机理。

超过滤技术本
身就具备一定的水质净化功能，可以清除水中的微粒物质，保证水质。

而且，由
于超滤膜技术能够将一些有毒的东西从水里分离出来，从而确保了饮用水的安全，因此，很多人对这种技术更感兴趣。

现在，超滤膜技术仍然应用于污水的处理、
回收和盐水的淡化等方面。

2.2超滤膜技术的作业特点
超滤膜技术具有的某些特性具有很大的实用价值，超滤膜技术的发展，主要
是利用的是过滤的特性，在此过程中，其过程是完全的物理。

因此，滤膜的突出
特点就是其物理特性，不但具有环境保护的功能，还无需大量的化学物质即可达
到清洁的目的，保证了水源不会受到化学物质的二次污染，充分地提升了水源的
品质；与常规的过滤膜进行比较，当前所采用的超滤膜更加的高级，它在处理效
率上有了显著的提升，其中比较显著的特点就是能够过滤常规过滤膜不能过滤的
物质；没有过于烦琐的工作程序，这是由于它的工作原则较为理性的缘故。

因为，
在不需要任何其他手段的前提下，超滤技术可以让材料在一定的压力下通过膜孔，这就确保了水处理的简便。

耐酸能力较高，不易被废水中的酸碱物质侵蚀，因此，超滤膜技术适用于各种污水处理工作。

该技术还具备耐高温特性，最高温度可达140℃，即使是在灭菌过程中，也不会因为温度过高而造成损伤。

此外，与以往
的清洁技术比较，超滤膜的费用并不十分昂贵，但是在对水质的处理上，其要优
于常规的清洁技术，最关键的是，可以为环保工程的建造节约一定的经济投资。

3超滤膜技术在环境工程水处理中的应用问题
超滤工艺可用于各种酸、碱性介质，具有广泛的实用价值。

然而，目前还不
能选择这种技术，这会造成净化水的生产费用的增加。

因此，在实施这项技术时，有关技术工作者必须注意对其所处的环境进行全面地剖析。

根据具体的取水方式，选择标准化的纯化技术工艺，比如在水处理操作中，要在净化水的过程中，进行
适当的补充，并进行标准化选择。

水处理业务的对象是高质量的，不需要对其进
行过多的加工，能够在综合减少污染物的同时，对净化废水的治理费用进行有效
的控制[1]。

有关厂商若将超过滤技术用于复杂的污水治理，则会造成污水治理费
用的增加。

在超滤膜技术的应用中，需要增强技术驱动，得到外部电力应用的支撑，同时也会产生高能耗，造成水处理建设费用的增加。

因此，在使用超滤膜技
术时，要注意对能耗问题进行重点的管理，选择能耗较低的应用装置。

另外，在
环保水处理过程中，由于使用了超滤膜技术，会加剧水体的污染，造成其渗透性
能逐渐下降，从而提高了能耗和各项费用。

目前，大部分的水厂在选择处理超过
滤的方法时，都会选择5个月的处理方法，而且处理过程比较烦琐。

在运行过程
中出现了许多问题，将会使水质变得更差，因此，在使用超过滤技术时，要注意
对超滤薄膜的防护。

4超滤膜技术在环境工程水处理中的具体应用
4.1净化饮用水
因为在中国，随着工业的不断发展，导致了中国的水体污染问题变得越来越
严重，在饮用水的来源地中，会有很多的水藻和病原微生物等会对水质造成不良
的影响，因此，一定要加强对废水处理的技术的研发和应用，才能保证人民的饮
用水的安全性。

因为饮水作为人类在日常生活中不可或缺的能源资源，它需要有
比较高的纯净水标准，而采用超滤膜技术可以达到与之对应的纯净水条件，这就
导致了在纯净水方面，超滤膜技术被广泛地应用。

利用超滤膜技术，不但可以轻
松地将饮用后的水中的多种细菌和病毒都过滤出去，还可以利用多种膜的结合，
最大限度地对饮用水中的所含有的污染物质进行了处理[2]。

4.2造纸污水处理
一般而言，在全部的工业废水中，造纸厂排放的废水是比较难以被治理的一
种废水，而且，由于造纸废水中含有许多危害人类健康的污染物，如果由于技术
上的缺陷而造成的不完全的净化，将会对区域的生态系统造成很大的负面影响。

但是，超滤膜技术的运用解决了当前废水处理的问题，因为它具有十分明显的过
滤作用，因此，利用它来对纸张废水进行处理，能够更加全面、合理地过滤出在
纸张生产中产生的浆液和木质素类的材料。

此外，超滤膜技术与传统的过滤方法
有着明显的区别，在采用超滤膜技术进行过滤后，会对一些成分进行浓缩和回缩，进而可以将其木素等物质进行收集，以便在后续的纸张工作中进行循环利用。

另外，利用超滤膜法可以对废纸废水中含有的诸如漂白剂等有毒污染物进行高效去除。

利用超滤膜技术对造纸废水进行处理，不仅可以明显地提高废水处理的效果，还可以提高纸张的回收率，从而大大地减少了造纸的费用，在环境工程中，达到
了经济效益和环保效益的结合。

4.3含油废水处理
生活中食物中的油脂是污水的重要组成部分。

因为我们国家的餐饮文明非常
先进，而且食品中含有的油脂是我们国家的一个重要组成部分，因此，在食品中
加入了很多的油脂，这也在某种意义上导致了含油脂的污水，是我们国家水污染
中比较突出的一个问题[3]。

从当前国内的含油废水情况来分析，它的表现形态以
三种方式出现，一种是比较轻微的，油质仅仅浮于污水的表层，另一种是水中包
含了混合散油，还有一种是污水的油质类别为乳化剂，它也是一种油化程度比较
深的含油废水。

在正常的条件下，前一种和后一种类型的含油污水可以直接使用
物理过滤的方法，利用机械分离、聚集沉淀和活性炭吸附等方法，可以对其进行
简易的处理。

然而，对于这一种包含了乳化物的污水，其处理手段就比较复杂了，
在正常的条件下，使用传统的过滤手段不能使其达到过滤的要求。

而使用超滤膜过滤技术，就可以达到对其进行高效过滤的目的（如图1）。

图 1含油废水处理设备
4.4城市污水回收利用
伴随着中国城市化的快速发展，城市的面积不断地扩大，城市的流动人员不断地增加，这导致了城市中的废水的排放量也在不断地增加。

但是，由于城市废水具有很低的污染水平，所以将其进行循环使用，可以有效地减轻我国当前水资源短缺的状况。

因此，在城镇废水再生处理方面，可以采用超滤膜技术。

运用超滤膜过滤技术，可以对城市居民生活用水、城市下水管道污水、地面降水等城市常用废水进行科学地过滤。

此外，还可以对废水中对人的身体健康造成威胁的物质和微生物展开高效地清除，从而使经过过滤后的城市废水不仅可以达到相关的排放标准，还可以在经过水厂的后续处理后，实现再次向城市居民进行用水的良好循环，从而让水资源可以被反复利用，提高其利用效率（如图2）。

图 2 城市污水处理流程
4.5在海水淡化处理中的应用
尽管全球水资源储量十分巨大，但是目前可供人们使用的淡水资源却十分稀少，其中许多水源都是不易开发和使用的冰山水库。

因此，要尽可能地保证人们对生活用水的需求，就必须对水源进行选择。

在常规的海水淡化过程中，一般选
择的都是电渗透技术，它具有很好的去污效果，但其回收率很差[4]。

为此，应加强对反滤工艺的进一步研究，从各个方面提高采油效率。

在该处理过程中，其所需要的消耗费用相对较少，因此，要对其进行综合的去除效果进行选择，要对其进行适当的选择，以提高其除去率与脱盐速率，并对其进行优化。

4.6在电镀工业废水处理中的运用
在电镀生产中，会占用大量的水资源，并会排放出大量的含重金属离子的污水，例如， Al重金属离子、 Cu重金属离子，若不能有效地对这些污水进行处理，将会危害人体健康。

尽管采用常规的加工方式可以取得较好的加工结果，但并不能达到所期望的加工需求。

采用 RO和 UF两种方法对电镀行业的污水进行了高效地治理，并取得了良好的效果。

比如，使用陶瓷膜来对电镀工业污水进行处理，可以对90%以上的氧化物与氰化物进行高效地截留，从而减少了电镀工业污水对环境和人体造成的危害（如图3）。

图 3 电镀工业废水处理
5提高超滤膜技术的相关策略
5.1对净化处理体系进行优化
目前，重点是要强化饮水管线的建设与使用，避免在饮水的灭菌与输送过程中受到污染。

另外，对饮水实行按水量计费制度，让大家提高节水意识，减少浪费。

为防止水体中的重金属对水质产生的影响，将采用多层超滤技术构建高效的RO系统，实现供水水质的全面保障。

由于家用和工厂中的油脂污水存在很大的差别，所以需要分别进行处置，并设置相应的排水管。

再根据颗粒和离子的大小不同，进行过滤、超滤等一系列的水处理工艺。

同时，根据两类污水分别制定出相应的滤除指数，以保证居民生活中的饮水安全，同时也为产业发展提供了水源支撑[5]。

5.2加强对超滤膜技术的深入研究
在实际应用中，该超滤技术在实际应用中表现出了很好的应用前景。

然而，
由于国内超过滤技术发展历史不长，整体供水规模巨大，其应用受限于经济费用。

在超滤膜中使用活性炭，达到双过滤的目的，达到对费用费用的有效控制。

与水
污染区域的具体地貌相联系，对其进行了深入的研究，并构建了一个更加合理、
更加高效的污染源数据库。

在对有关的信息数据进行了深入地研究之后，可以对
产水箱、调节阀等设备进行全方位的控制，从而使超滤膜技术的过滤效率得到了
进一步的提升。

结束语
超过滤技术作为一项绿色环保的技术，其应用前景广阔，对中国的经济和社
会发展都有着重要的影响。

我国应该进一步加大对超过滤技术的研发，提高其使
用年限，减少其费用，加大对其的利用，使其在中国的水污染治理领域得到更多
的推广和利用。

中国城镇饮水系统采用了超滤膜技术，大大提高了水质，保证了
人民饮水的安全性，尽管目前还存在着一些问题，但是由于其本身的技术改进，
可以为中国城镇饮水系统的水处理系统的进一步科学化和可持续发展，成为人民
饮水系统的重要保证。

参考文献：
[1]张强. 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J]. 资源节约与环
保,2019(4):158.
[2]王桂银,马翠翠,吴汉洪. 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J]. 商
品与质量,2016(1):328-328.
[3]李卿. 环境工程水处理中超滤膜技术应用[J]. 环球市场,2016(33):271.
[4]汤建红. 环境工程水处理中对超滤膜技术的应用[J]. 智能城
市,2016(10):89.
[5]杨泞珲. 饮用水处理的膜分离技术及工程实践[D]. 湖北:武汉工程大学,2015.
作者简介：黄健榕，女，1995年10月，盐城东台人，本科，现为助理工程师，研究方向为：环境保护工程。

江苏通用环境工程有限公司南京分公司。