超滤膜技术在环境工程水处理中的应用
申陈俊
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申陈俊 ,. 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J]. 水资源科学研究,2022.2. DOI:10.12721/ccn.2022.157016.
摘要:
超滤膜技术的原理是通过隔断和压缩溶液的方式来深度隔离胶体物质、悬浮物质,从而有效清除各种水生物。具体到环境工程的水处理中,超滤膜技术可以通过对水施加压力进行过滤截留,不仅能够保留水、无机盐,而且还能充分净化水质,不需要再使用大量的化学用品,避免了对水体产生的二次污染。超滤膜技术具有损耗小、操作简单、分离效果理想等优势,在淡化海水、净化饮用水等工作中的应用十分广泛。
关键词: 超滤膜技术环境工程水处理应用
DOI:10.12721/ccn.2022.157016
基金资助:

1环境工程水处理中常用的超滤膜技术

1.1超滤净水处理技术

需要以优质水源作为材料,优质水源指的是有机物质较少的水源。比如部分自来水公司的原水中含有大量藻类植物,同时来自于公司需要仔细处理的原水,然而,自来水公司却没有太多可利用的区域,所以通常会用超滤净水技术来处理原水。这一技术不需要太多设施、设备的支持,可以简化处理流程,还能间断性的处理,操作非常灵活,为自来水公司的运作提供方便。

1.2双膜净水处理技术

需要双层滤膜充分结合,可以改善水硬度太大的问题。现阶段,在我国多个地区的水处理中都会用到双膜净水技术,尤其是沿海地区和重污染地区。与普通的净水技术相比,双膜净水处理技术融入了反渗透、超滤等相关技术,通过超滤装置抽取水原料,能够提高净化水的传输效率,从而获得优质水源。

2超滤膜技术的应用局限

2.1污染性

应用超滤膜技术进行水处理,如果不能及时的净化超滤膜,很可能会造成水源污染。在没有充分净化的情况下,会削弱超滤膜的过滤能力,增加能源消耗与水处理的成本。而且超滤膜净化过程需要严格的操作流程,如果没有按照规范要求操作,则会加重水污染,因此必须对超滤膜采取有效的保护措施,还要定期做好净化处理。

2.2能源消耗

应用超滤膜技术进行水处理的过程中,不可避免的会造成能源损耗,而且外动力的辅助还会消耗掉一部分能源,等于变相提高了水处理的成本。为了减少能源消耗,应该尽可能选择低耗能的设备,提高能源的利用率,定期检查能源损耗程度,保证设备有足够的驱动力来支持超滤膜技术的正常运作。

3环境工程水处理中超滤膜技术的应用

3.1含油废水的处理

超滤膜技术能够充分净化各种类型的含油废水,主要是因为超滤膜的亲和、湿润效果较好,当乳状油分散在超滤膜表面时,可以得到充分湿润,增加乳状油的粒径,并使其产生聚集。超滤膜孔径明显小于液滴的直径,在压差的影响下,液滴会产生变形。液滴和孔径会产生摩擦力,对表面的活性剂造成破坏,在此过程中产生内相,充分接触过滤膜孔壁之后,并附着在孔壁上,在不断的聚集过程中形成大液滴,而超滤膜技术应用过程中产生的压力会穿过膜孔,连续相也会因压力被挤压到滤膜中,表面活性剂被破坏,并和分散相进行分相,完成油与水的分离,显著提高了乳化油的去除率。将MBR工艺应用于超滤膜技术中,还能够起到生物降解作用,可进一步提高溶解性污染物和悬浮固体的处理效率,保证水处理的稳定性。

3.2饮用水的处理

如果对饮用水、污水处理不当,则水中会残留大量有害微生物,比如细菌、病毒等。长期饮用不健康、不洁净的水源,将会给人体造成严重危害,从而诱发各种疾病。比如:某水厂的水样中含有大量锰元素、大肠菌群、铁元素、氟化物,浊度大,水质差,完全无法满足饮用水的安全标准,所以需要进行水处理。应用超滤膜技术能去除浊水中悬浮的颗粒物质,出水浊度将在0.2NTU以下,还能去除99.99%的大肠杆菌,以及60%以上的氟化物,从而让水质达到饮用水标准。

3.3城市污水的处理

如果城市污水中氨氯的含量为22.2~41.2mg/L,那么应用超滤膜技术后,会将氨氯指标控制在0.2mg/L左右,过滤率超过90%,处理过的污水,pH值约7.26~8.79,水浊度<0.5。可见,经过超滤膜技术对城市污水进行处理之后,已经可以满足城市生活用水的卫生标准,同时实现了水源的循环利用。

3.4电子工业废水的处理

工业废水中通常含有大量的有机物质以及酸碱溶液,所以废水、废气很难顺利排出,大量聚集的酸碱废水会给环境造成严重污染。技术人员应该首先认真分析、了解水质成分,工业废水中存在大量难以降解的物质,比如有机硫、有机氮等,不仅会污染环境,而且增加了水处理难度。所以工作人员应该先对微米级硅晶进行预先去除处理。此外,工业废水中还有一部分氟离子,可通过导核结晶工艺进行处理,减少氟化物在废水中的含量,让氟化物的浓度达到工业废水的排放标准,然后再通过脱氮技术处理废水中的氨氮。工作人员应该对工业废水的特点有足够的了解,能够根据废水特点分析化学品最初的组合,这也是处理工业废水的基础。

2.5电镀废水的处理

电镀工业需要利用大量的水资源,因此废水的排放量也很大,且废水中含有大量Cu、Al等重金属离子。如果不能有效去除废水中的重金属离子,不仅会影响自然界动植物的生存,还会对人类健康产生严重损害。传统的水处理技术尽管有一定效果,但并不能达到期望中的处理标准,而且一部分处理技术的成本较高,不适宜大规范应用。在处理电镀废水中,通常会将超滤膜技术与反渗透膜技术结合在一起应用,比如通过陶瓷膜处理电镀废水,对废水中氧化物、氢化物的截留率超过90%,显著降低了氧化物、氰化物悬浊液的含量,减轻了电镀废水对动植物、环境、人类所产生的危害。

2.6造纸污水的处理

造纸的过程,是把浆液制作成纸张的过程,造纸工业的制浆、洗浆、漂白、抄报等环节中,都会产生废水。造纸原料主要是麦草,而麦草蒸煮过程中,黑色液体的需氧量很大,硅元素含量高,且黏稠度高、流动性差。造纸污水处理中应用超滤膜技术,能够有效回收废水中的木素、半纤维素等物质,从而实现对废弃液体的回收和利用,对木质素的提取率更是高达85%左右,对有机物的去除率约为65%左右。漂白水经过超滤膜技术处理后,废水中的色度、有机物、树脂都会被大量去除,可以让纸张的颜色更白。

结语

总而言之,随着城市化进程的不断加剧,城市人口大量增加,城市环境以及自然环境的自净能力显然已经无力承载废水的排放量,如果无法有效处理城市污水,任由大量污水排放至河流,势必会导致严重的环境污染。新时期下随着全社会对水资源的需求不断提高,除了树立节约用水意识之外,还应合理应用超滤膜技术对含油废水、电镀废水、工业废水、饮用水等各类水源进行处理,以减轻用水紧张的局面,让水资源更好的满足人类生产与生活所需。

参考文献

[1]李茉.环境工程水处理中超滤膜技术的应用探讨[J].城镇建设,2021,(1):357.

[2]肖汉.超滤膜技术在环境工程水处理中的研究与进展[J].资源节约与环保,2020,(1):81,84.

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