水处理中超滤膜技术的运用

水处理中超滤膜技术的运用

贾晓群

（大庆油田水务公司制水二公司东风水厂  黑龙江大庆  163000）

摘要：超滤膜技术作为当前先进的膜分离技术，在水处理中的应用具有能耗低、效率高、成本低、操作简单、能进行有用物质的回收等优势，因此被广泛用于纸浆废水、生活污水、饮用水净化等各种水处理过程中。本文将对超滤膜技术进行简单的介绍，并着重分析其在水处理中的应用，希望能够为同行提供参考。

关键词：水处理；超滤膜技术；应用

经常长期的实践，超滤膜技术在水处理中的应用已经十分成熟，通过膜之间的压力差和多孔膜的拦截能力，可以有效实现对水净化、筛分溶液、浓缩、废水中有用物质提取等目的。在水资源紧张和强调绿色可持续发展的背景下，研究水处理中超滤膜技术的应用具有极强的现实意义。

1.超滤膜技术概述

超滤膜是膜分离的类型之一，介于微滤和纳滤之间，可以实现对溶液的净化、分离与浓缩，在使用超滤膜技术进行水过滤的过程中，能够形成压力不平衡的水质过滤效应，起到良好过滤效果的同时，保证薄膜两侧的清洁水体可以不受影响地自由流动，最终有效去除水中微粒、胶体和各种有机物质，例如藻类、细菌、水生生物等[1]。

与传统水处理技术相比，超滤膜技术不仅应用效果好，还能够提高对水质处理资源的利用效率，具有更好的经济效益和环保效益。超滤膜技术具有较高的杂质去除效率，过滤精度能够达到99%以上，能够有效确保产水水质。此外，使用超滤膜技术之后能够尽可能减少甚至不使用化学药剂，避免在水处理中出现二次污染。超滤膜技术应用时具有处理系统自动化的特点，运行简单，操作人员一般只需要控制设施的开启和关闭，设施运行可靠性高。超滤膜的原理特性决定了其一方面具备良好的化学稳定性，在耐酸、耐碱、耐水解等方便都有较好的表现，另一方面又具有良好的耐热性，耐热温度可以达到140℃，因此可以被广泛应用于各种水处理场景，在强酸强碱和各种有机溶剂环境、超高温的蒸汽和环氧乙烷环境下都能够正常发挥其过滤作用。

2.超滤膜技术在水处理中的应用

2.1在工业废水处理中的应用

2.2.1在造纸工业废水处理中的应用

造纸工艺由于工艺流程的特殊性，在许多环节都会导致废水的产生，尤其是在制浆、洗浆、漂白这几个环节，所生成的污水具有颜色深、粘度大、PH值高、化学物质含量高等特点。我国造纸生产中主要使用麦草，其在蒸煮之后产生的黑色液体不仅流动性差，需氧量和硅元素含量都较高[2]。使用传统技术进行造纸污水的处理难度大、成本高，而早期一些造纸企业为了节省成本直接排放造纸污水，给当地水环境带来极大的污染。

将超滤膜技术用于造纸污水处理后，一方面能够对废水中的半纤维素、木素等杂质进行提取，提取率一般在80%以上，另一方面可以去除水中有机物，去除率通常可以达到60%。此外，在造纸生产的漂白环节使用超滤膜技术，能够有效去除水中的有机物质、树脂与色度，让生产的纸张具有更好的白度，提高纸张品质。

2.2.2在食品工业废水处理中的应用

食品加工业中具体不同行业的工业废水特点也不同，需要根据废水的实际情况和处理标准来制定不同的超滤膜技术应用方案，例如糖类、乳品加工业等所产生的工业废水中通常含有大量有机物，肉制品加工业产生的废水中有动物毛发、血液、大量不确定性强的细菌等等。根据实际需求调整超滤膜的孔径来提高过滤能力，将可循环物质过滤出的同时对废水中蛋白质、细菌等进行处理，降低水体富营养化的概率和细菌含量，减少食品加工业废水对环境的污染。

2.2.3在金属加工业废水处理处中的应用

超滤膜技术的载流分子量一般在500-500000D之间，膜孔径通常在0.001-0.02μm范围内，能够过滤掉金属加工业所产生的废水中的大部分重金属物质，例如镍、铅、锌等。在进行金属加工业污水处理时，选择孔径合适的超滤膜，设计合适的处理方案，例如根据所产生废水的特性来设计好回用水水量数值之后，选择DUF+RO膜的工艺，对废水进行清洗和收集，使用这种超滤膜技术需要在进入膜系统前调节PH值并做好破氰处理，之后借助层层过滤器的过滤后再用RO系统进行杀菌操作[3]。经过DUF+RO膜工艺进行水处理后，最终排放废水的COD不超过50mg/L，能够满足排放标准的要求。

2.2.4在含油废水处理中的应用

石油加工业、钢铁炼钢业等重工业中往往会产生大量的含油废水，这类型废水主要有三种形态，第一种是在废水表面有油污漂浮，第二种是废水中有散油混合，第三种废水中含有乳化剂。传统处理技术能够对含油废水中的浮油和散油进行分离，但是面对含有乳化剂的含油废水往往难以有效分离其中微米级的油性分子，导致第三种含乳化剂废水的处理效果较差，而使用超滤膜技术可以高效地去除含乳化剂工业废水中的油性分子、有机物、COD和BOD等。在含油废水处理中使用超滤膜技术通常需要通过纤维膜分离工艺和压缩底层气工艺来确保超滤膜的使用环境，通过超滤膜技术将废水中的含油量控制在0.32mg/L左右，污染物的直径不超过0.82μm，进而确保所排放的废水可以达到相关排放标准。

2.2在城市污水回收中的应用

当前我国城市化已经达到了一定的水平，城市人口的爆发式增长也导致面临着严峻的城市污水处理问题。超滤膜在城市污水处理中的应用，每次工作时间通常需要维持在12小时左右，如果废水中重铬酸盐指数浓度在215~677mg/L的范围，超滤膜工艺滤水量的相应指数可以保持在30mg/L左右，而当废水中氨氮含量指数在22.2~41.2mg/的范围时，超滤膜过滤水里的相应指数可以维持在0.2mg/L上下，因此在使用超滤膜技术进行城市污水处理时可以确保整体过滤率超过90%，处理后的水质PH值维持7.26-8.79的范围且浊度不超过0.5。由此可见，借助超滤膜技术可以让回收的城市污水在通过集中处理后达到规定的水质标准，能够继续用于城市的绿化浇灌、道路冲洗、家庭坐便器用水等市政和居民生活中，提高水资源利用效率，缓解城市水资源紧张[4]。

2.3在海水淡化中的应用

随着淡水资源日趋紧张，海水淡化工程的前景越来越广阔，超滤膜技术在海水淡化中的应用能够在一定程度上降低海水淡化的成本，提高海水淡化推广的可行性。超滤膜技术在海水淡化中的应用，通常需要借助结晶度高、膜丝主体均匀的PVDF材料，确保分离层与网状支撑层具有优质的性能，这类超滤膜机械性和抗氧化性都较好，能够满足海水淡化工程的需求，整体能耗也较低，在保证产水通量的同时让产水浊度不超过0.1NTU，淤泥密度指数不超过3。

2.4在饮用水净化中的应用

我国当前饮用水资源面临着两虫、藻类污染和水的生物稳定性较差等问题，为了保证居民的饮用水安全就需要提高水处理能力，保证优质饮用水的供给。使用超滤膜技术能够提高饮用水的净化率，还能够对水中的水蚤、藻类、微量有机污染物、致病微生物甚至是病毒等起到良好的去除效果，确保饮用水品质符合国家标准。

3.结束语

长期的实践证明超滤膜技术在水处理中的应用具有良好的可靠性、经济性和环保性，能够被广泛应用于工业污水处理、城市污水处理、海水淡化、饮用水处理等各种场景中，技术人员可以根据不同的处理需求制定不同的超滤膜应用方案，进一步提高水资源的利用效率，推动水处理工作的绿色高效发展。

参考文献：

[1]夏雪兰. 环境工程水处理中超滤膜技术的应用[J]. 中国资源综合利用,2021,39(03):194-196.

[2]侯辰鸣. 环境工程水处理中超滤膜技术的应用研究[J]. 中国资源综合利用,2019,37(11):53-55.

[3]孙欣,金浩岩. 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用探究[J]. 中国住宅设施,2019,(08):89-90.

[4] 李芋青. 超滤膜技术在环保工程水处理过程中的运用探讨[J]. 当代化工研究,2021(14):113-114.