超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

超濾膜技術(shù)是介于微濾和納濾之間的一種能夠凈化、分離或濃縮溶液的膜滲透分離技術(shù)。超濾膜是懸浮顆粒和膠體物質(zhì)的有效屏障。同時，超濾膜還能有效去除“兩害、藻類、細(xì)菌、病毒和水生生物”，從而達(dá)到溶液凈化、分離和濃縮的目的。與傳統(tǒng)工藝相比，超濾膜技術(shù)具有能耗低、操作壓力低、分離效率高、通量大、水處理中有用物質(zhì)可回收等優(yōu)點。廣泛用于飲用水凈化、生活污水回收、含油廢水、紙漿廢水、海水淡化等水處理。本文簡要介紹了超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用，以供參考。

2超濾膜技術(shù)的基本原理及特點

2.1超濾膜技術(shù)的基本原理

超濾(超濾)是指在壓力的作用下，溶劑和一些低分子量溶質(zhì)通過膜上的微孔到達(dá)膜的另一側(cè)，而聚合物溶質(zhì)或其他乳化膠束被截留以達(dá)到從溶液中分離的目的。攔截機制主要是篩選，但有時膜表面的化學(xué)特性(膜的靜電效應(yīng))也起到攔截作用。超濾分離時，在給料液施加一定壓力后，由于膜表面和微孔的初次吸附，聚合物和膠體物質(zhì)被超濾膜堵塞，堵塞在孔中，機械篩分在膜表面，而水、無機鹽和低分子物質(zhì)則透過膜。

超濾膜技術(shù)的分子量截止范圍約為500-500000，相應(yīng)的孔徑約為0.002-0.1μm，操作靜壓差一般為0.1-0.5MPa，分離組分的直徑約為0.005-10μm，

2.2 超濾膜技術(shù)的特點

對雜質(zhì)的去除效率高，產(chǎn)出水水質(zhì)比傳統(tǒng)方法好得多。

2。完全消除或大大減少化學(xué)試劑的使用，避免二次污染。

3。該系統(tǒng)易于自動化，可靠性高。操作簡單，設(shè)備僅在兩個檔位打開和關(guān)閉。

4。它具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐酸性、耐堿性和耐水解性，可廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。

5。耐熱溫度可達(dá)140℃，超高溫蒸汽和環(huán)氧乙烷可用于滅菌消毒。可以在很寬的酸堿度范圍內(nèi)使用，可以在強酸、強堿和各種有機溶劑的條件下使用。

6。過濾精度高，可有效過濾水中99.99%的膠體、細(xì)菌、懸浮固體等有害物質(zhì)。

7。相當(dāng)于常規(guī)水處理系統(tǒng)成本的生活污水，采用超濾處理，以提高水質(zhì)回用，而工業(yè)廢水由于一般技術(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，可以采用超濾充分處理。

3超濾膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

3.1 飲用水凈化

目前，隨著我國水污染問題的日益嚴(yán)重，我國出現(xiàn)了新的水質(zhì)問題，如賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲(兩種蠕蟲)、水蚤和紅蟲，藻類污染加劇，氣味和藻毒素、水的生物穩(wěn)定性等。超濾膜技術(shù)應(yīng)用于飲用水凈化時，可以去除水中的水蚤、藻類、原生動物、細(xì)菌甚至病毒等微生物，對水中的病原微生物、濁度、天然有機物、微量有機污染物、氨氮等有很好的處理效果，可以滿足人們對水質(zhì)的要求。

例如，張燕等人[2]以混凝沉淀為預(yù)處理方法，通過中試研究了浸沒式超濾膜處理東江水的z大優(yōu)化運行模式。該工藝通過設(shè)置多級屏障，可以逐步降低水中病原微生物、濁度、天然有機物、有毒有害微量有機污染物、氨氮、重金屬等含量，醉后即可獲得飲用水。

3.2造紙廢水的處理

超濾膜技術(shù)應(yīng)用于造紙廢水，主要是濃縮回收部分成分，滲透水返回工藝中使用。一般來說，對m

3.3含油廢水的處理

含油廢水有三種狀態(tài):浮油、分散油和乳化油。前兩種更容易處理，可以通過機械分離、混凝沉淀、活性炭吸附等技術(shù)進(jìn)行處理，將含油量降低到非常低的水平。然而，乳化油含有起同樣作用的表面活性劑和有機物。油以微米級離子的形式存在于水中。重力分離和粗?；己芾щy。采用超濾膜技術(shù)，使水和低分子有機物滲透膜，除油的同時去除化學(xué)需氧量和生化需氧量，實現(xiàn)油水分離。

例如，油田含油廢水中的含油量通常為100 ~ 1000毫克/升，超過 排放標(biāo)準(zhǔn)(10毫克/升)。因此，采用先進(jìn)的平衡壓力淺層氣浮技術(shù)和中空纖維膜分離技術(shù)進(jìn)行排放前分離。當(dāng)操作壓力為0.1MPa，污水溫度為40℃時，膜滲透率可達(dá)60 ~ 120 L/(m2·h)，出水含油量微量。懸浮固體的平均含量為0。32毫克/升，懸浮固體的中值粒徑為0。82μm，完全符合水質(zhì)超低滲透油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。

3.4城市污水回用

城市廢水是一種重要的水資源。英國膜法在國外已廣泛應(yīng)用于城市污水回用。隨著我國水污染問題日益嚴(yán)重，超濾膜技術(shù)在城市污水回用中的應(yīng)用越來越受到重視。例如，唐·范敏等人[5]采用CASS和超濾膜組合工藝處理生活污水。當(dāng)水力停留時間為12h，CODCr濃度為215~ 677毫克/升時，該工藝出水CODCr穩(wěn)定在30毫克/升左右；氨氮濃度為22.2~ 41.2毫克/升時，出水氨氮濃度可低至0。2毫克/升，去除率可達(dá)90%以上，出水酸堿度在7.26~7.89之間，出水濁度小于0。5，出水水質(zhì)優(yōu)于回用水標(biāo)準(zhǔn)，可直接回用。

3.5海水淡化

海水淡化技術(shù)在發(fā)展半個世紀(jì)后已經(jīng)技術(shù)成熟。目前主要的海水淡化方法包括反滲透(SWRO)、多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)和加壓蒸汽蒸餾(VC)，而只有SWRO、MSF和MED適合大規(guī)模海水淡化。隨著膜技術(shù)在發(fā)展年的不斷發(fā)展，膜技術(shù)自20世紀(jì)60年代開始應(yīng)用于海水淡化。然而，在此過程中，由于膜污染問題，反滲透系統(tǒng)在處理海水方面存在瓶頸。超濾膜技術(shù)的應(yīng)用可以有效控制海水水質(zhì)，為反滲透系統(tǒng)提供高質(zhì)量的進(jìn)水。