超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

1 超滤膜技术的概念、运用原理和特点
1.1概念和运用原理
超滤膜技术是在溶液彻底分离之前的一种加强版的浓缩提取技术。它的操作原理主要包含两个整体方向:首先是超滤原理。其实质就是给容易创造一个杂质很难经过的膜，于此同时还要让其他的物质通过。假如想成功实现这一原理，那就需要处在一个压力足够高的地方，这样才可以把物质隔离在其他的地方。伴随着科学技术的不断发展，超滤技术已经得到了很大程度的提升，现在的超模技术已经由原来的单层膜发展成了现在的多层膜，这就使其实用性得到了很大的提升。与此同时，它还能够分离出溶液内的杂质，可以让纯净的物质顺利的经过过滤膜，到达过滤膜的另一侧;还有一种方法利用的是微透过方法。超滤膜技术里可以大概保存500万以上的过滤分子，这些分子的体积基本保持在在0.002um左右。通过我们进行的实验可以得出结论，我们能够顺利通过滤膜的通常都是一些无污染的纯净物质，而这种原理就是微透过原理。超滤膜技术是一种自身带有净化功能的技术，可以有效的清理大部分的颗粒物，进一步的保证水的质量。除此之外，这一技术还能够把水里的有害物质有效的过滤出去，确保饮水的放心与安全，因此大部分的人都十分的喜欢于超滤膜这一技术。当前，这一技术还会被应用到对污水的处理与回收和淡化海水的工作之中。
1.2超滤膜技术的作业特点
超滤膜技术拥有一些具有很多实用的特点。这一技术快速发展的动力，基本都是通过其过滤的特点，这一属于物理范畴的期间。因此，物理特征则是这一技术的主要特点，它不但可以起到环境保护的功效，而且不必使用大量的化学药剂就能够达到净化的功效，保证了水资源不会遭受化学药剂的第二次污染，进一步使水资源的品质得到更大的提高;这一技术的第二个特征是与传统的过滤技术想对比来说，当前的超滤膜技术无疑更为的先进，显著的提高了其净化的功能，而这之中最为突出的是能够过滤传统过滤膜不能过滤的一些物质;其第三个特征是并不需要特别繁琐的操作，因为其工作原理相对简单。超滤膜技术的原理就是在一定的压力下使物质自动的通过铝膜，并不需要对其进行额外的操作，这样就完美的保证其操作的简单性;还有一个特点就是他的抗酸性能十分的优秀，他不会受到水中的酸碱物质的侵蚀，因此这一技术可以广泛的应用到对污水的处理工作之中。而且这一技术的抗高温性能，其在140度的时候能够达到最完美的效果，所以说在处理污水的过程之中可以使用一些高温气体，这种情况下不会产生破碎损坏的情况。而且，和以前的净化技术对比来说，其成本也相对较低，而效果又由于传统的处理技术，最为重要的是其可以节约在工程建设中的环保资金的投入。而且效果优异。
2 超滤膜技术的优点
2.1出水微生物的安全性高
超滤膜技术中使用的膜的孔径大小为0.001~0.02微米，因此对于水中体积较大的微生物都可以有效地过滤掉，这样就能减少使用消毒剂的量，对于水资源的水质形成有效的保护。
2.2水质好，混凝剂投放少
超滤膜技术应用于水处理工程中，还可以是水中的悬浮物含量以及浊度都大幅度降低，忽略水体的化学性质，产水浊度通常可以小于0.1NTU。不仅如此，超滤膜技术可以取代水处理中使用的混凝剂，因此也能够减少其对净水的污染。
2.3操控性能强大
一般来说，超滤膜技术中的控制形式为自动化PLC，该形式可以完成自身的自动适应与调整。该技术的操作界面是可视的，因此操作难度不是很高，对于操作的人员没有过高的专业要求，只要通过简单地学习就能上岗。
2.4造价低廉，易于改造
有些水处理系统已经搭建完成，再应用新的技术时遇到很大的麻烦，有的甚至需要拆除装置，但是超滤膜技术之需要将超滤膜组件加到净水系统中即可，不需要对现有的系统进行改造。
2.5与其他单元的组合较为简单
超滤膜在使用时兼容性也是比较强的，与强化混凝、活性炭吸附、化学预氧化等工艺都可以实现很好的结合，用来除去水中的有机物。
3 超滤膜技术应用中存在的问题
3.1气动阀的开关速度
超滤膜系统的气动阀在使用过程中打开和关闭等操作的频率比较高，但气动阀打开时会产生很大的噪音。为了更好地克服这个缺陷，需要不断调节气动阀上的消音器，要控制好阀门的开启和关闭速度在正常范围内。
3.2膜通量和透水率的恢复
超滤膜的作用是对杂质进行截留，使用时间过久以后，残留的渗余物将积聚在膜上，这反过来影响膜的渗透性和膜通量。因此，仅仅使用传统的空气清洗方法是无法完全清洗干净的，可以考虑使用恢复性清洗。气洗使用的实际为质量浓度为500mg/L的氯酸钠溶液，洗涤完成后在质量分数为0.7％的盐酸溶液内浸泡，观察恢复效果，如果不是十分好的话可更换清洗剂，可以使用质量分数为1％的柠檬酸和质量分数为0.7％的盐酸的浸渍膜组，经验显示效果比较优异。
4 超滤膜技术在水处理中的应用
4.1饮用水净化
如今，中国的水污染日益严重，新的水质问题已经出现，如新的病原微生物和藻类泛滥，对人们的日常饮用水造成了污染。
因此，当超滤膜技术用于饮用水净化时，水中的病原微生物和藻类都能够得到有效的净化，甚至可以过滤水中的病原微生物、杂质、有机物质和微量元素，从而满足人们的需求。在试验中，多重能够起到很好的对病原微生物、杂质、有机物、微量元素、重金属等的阻拦，从而达到降低其含量的目的，获得的水源能够用于人们饮用。
4.2造纸废水的处理
纸张是各行各业发展过程中都必须要使用到的材料，这对我国造纸业的生产提出了更高的要求，而造纸厂的生产也会产生很多废水。对于这些废水的处理就可以应用超滤膜技术，水中的某些成分可以经过浓缩后实现回收利用。造纸废水膜分离技术的主要研究方向：回收副产物，使木质素得到全面利用；浓缩剩余的造纸纸浆；去除制浆废物中的有害物质，如漂白粉。这些废水中含有的SS、COD的量都比较大，处理起来有一定的难度。对于造纸厂的排放废水就可以应用超滤膜技术，经过处理后的水质在进行检测，不同直径的膜都有效降低了水中的杂质。
4.3含油废水的处理
有三种状态的含油废水：包括漂浮在上面的浮油以及混合在水里的散油、再有一种就是包含乳化剂的油。其中比较好处理的是浮油以及散油，可以使用机械的方法使其有效的分离、使其凝聚产生沉淀、并经过活性炭吸附等技术处理之后，让其含油量降到最低。可是乳化剂中却包含着有机化学物质水中存在着微米大小的油性分子，无法通过重力分离和粗粒分离的方法对其进行分离，而且通过超滤膜技术可以让水和有机物质进行有效的分离，去油同时出去COD（废水之中被氧化的物质）和BOD（需要氧气的数量），进一步完成油水的分离。对于油田中那些废水和污水能够调训排放之前利用先进的高效的衡压底层气浮工艺以及中空的纤维膜的分离工艺实行分离：利用操作把其压力提升到0.1MPa、而且当污水的温度到40℃的时候，过滤膜的透过范围能够可达60~120L/(m2·h)，此时滤过的污水含油量为0.32mg/L，污染物质的直径为0.82μm，完美的实现了特低渗透油田往回注水的规范标准。
5 结论
水资源是我国目前最匮乏的一种自然资源，而水资源若能经过较好的处理也是可以回收利用的，这在一定程度上有利于缓解水资源不足的窘境。因此我国致力于研究开发新型的水资源处理技术，以使处理后的水质稳定，能够达到二次使用的标准。超滤膜技术作为一种新型高效的水处理技术，在未来的发展中必将得到更加广泛的应用。超滤膜技术能够有效地降低水中含有的杂质，对居民饮用水、造纸废水、含油废水都可以起到净化的作用。这种技术优缺点并存，面对其目前在气动阀的开关速度以及膜通量和透水率的恢复等方面存在的问题加以研究并解决，在未来能够更好的为人类服务。