超滤膜技术在环境工程水处理中的运用

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。

超滤膜技术在水污染处理过程中的应用

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，人们的生活水平日益提高，对水的质量提出了新的要求。然而，在水处理中，由于各种内外部因素，出现了各种问题，难以有效改善水质。因此，在未来的水处理中，将加强超滤膜技术的应用，以有效改善水质，促进水处理工作合理、有序，为人们的日常生活和工作提供更好的水资源。

关键词：环保工程；水处理；超滤膜技术；应用

前言

水处理是环境工程的重中之重。水处理较好，可以有效保护环境，提高水资源的利用率。因此，水处理尤为重要。水处理技术有很多，其中超滤膜技术作为环境工程水处理技术应用最为广泛。近年来，超滤膜技术因其优异的去除水中颗粒和胶体的能力而被广泛应用于饮用水处理中。被广泛使用的超滤膜技术可以彻底去除病原体和颗粒杂质，大大提高饮用水的安全性。超滤膜技术有效去除水体中所含的污水、废水等杂质，提高水资源的循环利用效率，实现水资源的有效净化。

1超滤膜技术概述

1.1超滤膜技术基本原理

超滤膜技术是一种重要的膜处理技术。膜处理技术的基本原理是利用滤膜滤除水中的颗粒物、杂质和微生物，从而将水和污染物分离。超滤膜技术广泛应用于环境工程中的水处理。在压力的作用下，污水中所含的水、无机盐等小分子溶质被滤膜的微孔截留在滤膜一侧。它穿过滤膜的微孔，滞留在滤膜的反面，使污水分离和净化。超滤膜技术能有效分离聚合物杂质和污染物，在环境工程中具有很高的应用效果，主要用于污水处理、污水循环利用、油基污水净化、海水淡化等。 1.2超滤膜技术的基本特点

超滤膜技术是一种不使用化学试剂的物理处理技术，近年来以聚合物分离膜研究为主导，发展迅速。根据超滤膜技术的具体应用性能，超滤膜技术在水处理中具有以下基本特点：一是超滤膜技术使用化学试剂和化学品，可以避免工艺过程中的二次水处理，避免污染问题。其次，超滤膜技术采用了较为先进的超滤膜形态，与常规膜技术相比，过滤效果显著提高，可以全面提升水处理效果。第三，超滤膜技术的应用相对容易，可以实现水处理过程的自动化。此外，所需的设备设施投资较少，可通过环境工程显著提高水处理的经济效益。

膜技术在水处理中的应用与发展

摘要：随着社会经济和城市化进程的发展，水资源紧缺和水环境污染已经成为限制社会经济发展的关键因素并且日趋严峻。这个时期膜分离技术应运而生，由于其技术简单高效，可有效应对我国现阶段的水环境治理问题，对我国水处理的发展和方向具有重要影响。使用膜技术进行水资源净化可以大大提高产水水质，降低水中有害物质含量，提高水资源的利用率，在中国水环境资源化过程中将发挥重要作用。

关键词：膜技术；水处理；应用；发展

1 前言

随着社会经济和城市化进程的发展，水资源紧缺和水环境污染已经成为限制社会经济发展的关键环节并且日趋严峻。膜分离技术应运而生，该处理技术简单高效，不仅可以去除水中的胶体、悬浮物和细菌病毒，还可以选择性的进行一二价离子的去除，在污水处理、自来水净化、特种分离和海水淡化等领域有着广泛的应用。本文重点阐述膜技术在水处理领域中的应用，不仅可以提高水资源的再利用率，缓解我国水资源短缺的问题，而且大幅改善我们自来水和排放水的水质，社会和经济价值显著。

2 膜技术概述

2.1膜技术原理

膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。与其他传统的分离方法相比，膜分离具有过程简单、经济性较好、往往没有相变、分离系数较大、节能、高效、无二次污染、可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等优点。另外膜过程特别适用于热敏性物质的处理，所以在食品加工、医药、生化技术等领域具有独特的适用性。膜技术处理废水的基本原理是利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程，废水经过膜技术处理后，出水水质量非常好，可以达到回用水质标准，实现循环利用。如果能够合理的运用膜技术将会为社会带来巨大的经济效益。

2.2膜技术作用

在膜技术中水分子可以自由穿过膜孔，而粒径较大的物质将被截留在膜表面。在驱动力的作用下，可使溶液中的物质与其他杂质有效的分离，经过这种分离过程能获得较为纯净的产水，作为废水处理后期的深度处理技术能达到提高水质的作用。膜分离过程属于物理分离过程，物质穿过分离膜并未发生化学变化，因而它的能量转化率非常高，分离的效率也很好，还具有节能、可操作性强、自动化程度高等其他的优点。随着研究的不断深入和应用技术的不断成熟，膜分离已经成为水处理领域不可或缺的处理技术，给社会带来更大的经济效益和环境效益。

境　

超滤技术在微污染水源水处理中的研究与应用　张扬１　郑德瑞１　王立鹏２　（１山东建筑大学市政与环境工程学院　山东济南　２５０１０１　２山东贝利工程咨询有限公司　山东济南　２５００００）　摘要介绍粉末活性炭／超滤、混凝／超滤、浸没式超滤膜等组合工艺的特点及对微污染水源水的处理效果，分析投加粉末　活性炭、混凝剂对膜通量膜污染的影响，指出超滤组合工艺的发展前景和今后的研究重点、方向　关键词　超滤　微污染水源　粉末活性炭　混凝　浸没式超滤膜　中图分类号：ＴＵ９９１．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—９０６４（２０１３）０１—０８６—０３　膜处理技术与常规处理相比．出水有很好的稳定性．占　地面积小．自动化程度高．维护成本低．加上近年膜造价的不　断降低以及强抗污染膜材的出现．膜技术在微污染水源水领　域正得到日益广泛的应用　超滤膜几乎能将细菌、病毒、两虫　（隐孢子虫和贾第鞭毛虫）、藻类以及水生生物等全部去除，　降低了后续消毒加氯量．减少了消毒副产物的生成．既保障　了饮用水的微生物安全性．也提高了饮用水的化学安全性　由于低压膜（超滤膜和微滤膜）的孑Ｌ径较大．无法有效地截留　水中溶解性有机物．许多研究表明溶解性有机物是造成膜污　染的主要闪素．冈此在超滤技术的实际应用中往往将超滤膜　与粉末活性炭、混凝等工艺组合，形成深度处理膜工艺　１　粉末活性炭／超滤组合工艺　粉末活性炭因特殊的多孔隙结构．比表面积大．具有较　强的吸附作　｝Ｈ．粉末活性炭与超滤膜联用形成深度处理膜工　艺．可以把活性炭对低分子有机物的吸附作用和超滤膜对大　分子有机物以及细菌等病原微生物的筛分作用很好的结合．　弥补超滤膜不能有效去除小分子有机污染物的缺陷．大大提　高了有机物的去除率．而且大量研究表明粉末活性炭对膜污　染也有一定的延缓作用　１．１　对水中污染物的去除效果　乔铁军等…采用活性炭／超滤组合工艺处理南方微污染　原水的研究表明：组合工艺出水浊度一般为０．０１—０．０３ＮＴＵ，　粒径大于２ｕｒｎ的颗粒数低于１０个／ｍＬ，对ＣＯＤ￣，、ＵＶ　和　ＴＯＣ的去除率分别为４７％、８８％和６０％．其中炭吸附起主要　作用，分别占３９％、８６％和５７％：总细菌数和异养菌平板计数　（ＨＰＣ）在超滤出水中分别为０—５ＣＦＵ／ｍＬ和０～４０ＣＦＵ／ｍＬ．显　著提高ｒ微生物安全保障水平　夏圣骥等＿２＿以松花江水为水　源，用粉末活性炭吸附作为超滤的预处理工艺。结果表明：　ＰＡＣ／ＵＦ工艺的出水浊度在０．１５ＮＴＵ左右．而且不受进水浊　度的影响：原水不经过ＰＡＣ吸附直接超滤时．膜出水有机物　浓度和膜进水有机物浓度存在线性关系；单纯超滤对ｕＶ搿　的平均去除率仅为１０％左右．对溶解性有机碳（ＤＯＣ）的平均　去除率在８％左右：加入ＰＡＣ吸附后对有机物的去除有明显　提高．ＵＶｚ￣４的平均去除率达６３％，ＰＡＣ／ＵＦ工艺对天然水中　有机物的去除特别有效　超滤膜１一艺对水中颗粒物和胶体物质的物理筛分作用　完全可以保障出水浑浊度．水中的有机物是消毒副产物的前　驱物．由于粉末活性炭能有效地吸附小分子量有机物．因此　粉末活性炭／超滤膜工艺能较好去除有机物和消毒副产物　１．２投加粉末活性炭对膜通量、膜污染的影响　董秉直等［３］采用粉末活性炭／超滤膜处理微污染原水试　验表明：投加ＰＡＣ能有效地降低膜过滤阻力．提高膜过滤通　量．减缓膜污染　孙治荣　］采用ＰＡＣ／ＵＦ一体化反应器处理微　污染水源水的试验表明：在ＵＦ反应器中添加ＰＡＣ．ＣＯＤ的　去除率较未添加时可提高２０％　３０％左右．系统运行稳定后．　膜比通量是不添加ＰＡＣ时的２倍左右．可有效地延缓膜污　染的发生　在改善膜通量和防止膜污染方面众多研究表明：投加　ＰＡＣ可以有效地降低膜过滤阻力．提高膜过滤通量．减缓膜　污染．ＰＡＣ对大量小分子污染物的有效吸附去除是膜污染状　况改善的重要原因．同时ＰＡＣ投加量也是至关重要的参数，、　２混凝／超滤组合工艺　混凝工艺通过电性中和、卷扫、吸附架桥等作用可改变　原水中悬浮颗粒的尺寸分布．从而增强了对超滤膜不能去除　的小颗粒和溶解性污染物的去除作用．混凝还可改变颗粒物　的表面电性．使滤饼层不会紧密附着在膜表面　采用混凝作　为预处理能够缓解膜污染并改善超滤膜对有机物的去除能　力．混凝／超滤膜联用处理饮用水是目前研究最为广泛的技　术之一．而且逐渐得到了应用　混凝／超滤组合通常有２种方　式：①将混凝形成的矾花去除后进膜过滤．类似于常规处理／　ＵＦ：②不去除矾花直接进膜过滤．即在线混凝（ｉｎ－Ｉｉｎｅ　ｃｏａｇｕ－　ｌａｔｉｏｎ）／ＵＦ工艺　２．１　对水中污染物的去除效果　李伟英等［５］采用混凝／超滤膜联用处理长江地表原水的　中试试验表明：该工艺浊度去除率达９９．９％，对ＤＯＣ、ＣＯＤ　和ＵＶ　的去除率分别为４４．４％、２１．２％和５３．３％，与同期采用　常规工艺相比．该工艺水质优且节约２／３混凝剂．．黄静等１６　２研　究了直接超滤、粉末炭／超滤、混凝／超滤３种工艺的除污特性　和相应的氯｝肖毒效能．结果表明：混凝／超滤能将出水浊度控　制在０．１ＮＴＵ以下．去除率高于９９％．能在一定程度上提高　对溶解性有机物、氨氮、消毒副产物前体物的去除效果，降低　氯消毒副产物生成势　作者简介：张扬（１９８９～），男，河南新乡人，在读硕士研究生，主要从事水处理方面的研究。　２０１３．Ｎｏ．１　一　商　源　能一