环保工程水处理中超滤膜技术研究

摘要：超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过分离技术，介于微滤和纳滤之间。超滤膜技术在水处理方面具有能耗低、操作压力低、分离效率高、通量大及可回收有用物质等优点，广泛应用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理中。本文对超滤膜技术进行了概述，分析了超滤膜技术的基本原理以及超滤膜技术的特点，阐述了环保工程水处理中超滤膜技术的应用，最后展望了的超滤膜技术的发展前景。

关键词：超滤膜技术 原理 特点 环保工程 水处理

超滤膜是一种孔径规格一致、额定孔径范围为0.001至0.02微米的微孔过滤膜。超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，其截留机理是以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及低分子量溶质通过，从而达到溶液的净化、分离、与浓缩的目的。

一、超滤膜技术概述

超滤（Ultra Filtration，简称UF）是溶液在压力作用下，溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧，而高分子溶质或其他乳化胶束团被截留，实现从溶液中分离的目的。其截留机理主要是筛分作用，但有时膜表面的化学特性，例如膜的静电作用也起着截留作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附，在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止，而水、无机盐及低分子物质透过膜。

超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，超滤膜物化性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用PH值范围等，分离透过性能主要指超滤膜的水通量和切割分子量及截留率。

超滤膜技术作为一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过分离技术，介于微滤和纳滤之间。超滤膜是悬浮颗粒及胶体物质的有效屏障，同时超滤膜也可以实现对两虫、藻类、细菌、病毒和水生生物的有效去除，从而达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。与传统工艺相比，超滤膜技术在水处理方面具有能耗低、操作压力低、分离效率高、通量大及可回收有用物质等优点，广泛应用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理中。

二、超滤膜技术的特点

第一，超滤膜技术对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法。

第二，超滤膜技术彻底消除或者大大减少化学药剂的使用，避免二次污染。

第三，超滤膜技术系统易于自动化，可靠性高。运行简易，设施只有开启，关闭两档。

第四，超滤膜技术过滤精度高，能有效滤除水中99.99%的胶体、细菌、悬浮物等有害物质。

第五，超滤膜技术具有良好的化学稳定性，有耐酸、耐碱以及耐水解的性能，能广泛应用于各种领域。

第六，超滤膜技术耐热温度可达到140℃，可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒；能在较宽的PH范围内使用，可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。

第七，超滤膜技术与常规水处理系统费用相当，生活污水经过超滤使处理水质变好从而进行回用，而工业废水中由于一般技术不能达标，采用超滤技术能充分处理废水。

三、环保工程水处理中超滤膜技术的应用

（1）处理造纸废水。超滤膜技术应用于造纸废水中，主要是对某些成分进行浓缩并回收，而透过的水又重新返回工艺中使用。一般造纸废水膜分离技术研究主要包括：回收副产品，发展木素综合利用；制浆废液的预浓缩；去除漂白废水中的有毒物质等。造纸废水处理碱回收中应用最多的是燃烧法碱回收，此种方法不仅不经济，还没有对有用的物质进行回收。超滤应用于造纸废水中，主要是对某些成分进行浓缩并回收，而透过的水又重新返回工艺中使用，主要回收的物质是磺化木质素，它可以再返回纸浆中被在利用，这样就能创造较大的环境效益和经济效益。

（2）处理电镀废水。电镀废水的用水量高，其中的氰化物、六价铬、镍、铜、锌、镉等重金属离子具有很强的毒性，对人、动物和农作物等都会造成严重的危害。电镀废水的特点是可生化性小，且里面的金属离子难以被微生物吸收。目前国内外治理电镀废水使用技术中，利用铁氧化法处理电镀废水，虽然原料方便和价廉，但是出水色感差、污泥量大。利用电解法处理电镀废水，处理效果虽然较好，但是投资较大、耗电较多，处理成本持高不下。采用超滤膜和反渗透膜连用可以使镀镍废水中的电导率、镍、硝酸盐和总有机碳的去除率分别为97%，99.8%，95%和87%，通过超滤膜作为预处理，反渗透膜的污染明显减少，并且反渗透膜的通量能提高30～50%。

（3）处理含油废水。含油废水存在的状态分三种：浮油、分散油、乳化油。浮油与分散油的处理较为容易，可采用机械分离、凝聚沉淀、活性炭吸附等技术处理，使油分降到很低。但乳化油的处理比较有难度，由于乳化油含有表面活性剂和起活性剂作用的各种有机物，使得乳化油分以微米级大小的离子存在于废水中，重力分离不起作用，粗粒化法也很难发挥有效作用，油与水的分离显得很困难。而超滤膜技术用于含油废水的处理，可使水和低分子有机物透过膜，不但可除去水中的乳化油，而且同时可去除水中的COD、BOD，从而实现油水分离，使处理后的含油废水，达到环境排放标准。

（4）回用城市污水。城市污水是一种重要的水资源，随着我国水污染问题的愈发严重，将超滤膜技术应用于城市污水回用，日渐引起了人们的关注。西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种作为非常不合理。再次，超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，甚至是饮用水的一种非常好的水资源。这在技术上是完全可以实现的。

四、发展前景

由于超滤膜技术在水处理方面的诸多优点，在很多国家超滤膜技术都应用于饮用水处理，在我国则主要用于工业领域的废水回用。目前在我国，超滤膜技术在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域，都得到了较多的应用。随着工业的发展，超滤膜技术将具有越来越广阔的应用和发展前景。

参考文献

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