超滤膜技术在环境工程水处理中的运用分析
关向辉 张美婷
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关向辉 张美婷 ,. 超滤膜技术在环境工程水处理中的运用分析[J]. 水资源科学研究,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157053.
摘要:
随着全球能源和环保行业的迅猛发展、国际形势的复杂化,以及低碳经济的全球化,国防、核工业、化工、冶金、食品、制药等行业对高纯净、高品位的需求日益凸现,超滤膜技术也越来越受到重视。基于此,本文就超滤膜技术在环境工程水处理中的运用进行简要分析。
关键词: 超滤膜技术环境工程水处理运用
DOI:10.12721/ccn.2023.157053
基金资助:

现阶段,超滤膜技术是一种新型的水处理技术,具有简单、方便、环保、科学等优势。目前该技术广泛应用于环保工程水处理,但是该项技术存在的时间较短,还有一些不足,需要加大对其的研究,对其进行改进,使其更好地服务于水处理,为人们提供安全、高质量饮用水,为人们的身体健康保驾护航。

1 超滤膜技术特点

通常,根据膜材料进行区分可分为无机膜和有机膜两大类,其中无机膜可分为陶瓷膜和金属膜;有机膜主要为化学合成薄膜,材质大致分为聚丙烯(PP)和PVDF等。膜过滤方式主要都是通过位阻效应达到分离的效果。从过滤孔径进行区分,膜过滤工艺又可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等。其中,超滤膜可以较好地分离颗粒和胶体物质等,形成良好的阻隔屏障,达到过滤净化的效果。目前超滤膜主要的材质包括醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类及聚酰胺类等,膜组件形式包括管式、板面式、卷式、毛细管式等,实际应用时可将多个组件进行组装,以增大过滤面积,并便于维修。超滤膜是一种压力驱动式的非对称性高分子聚合膜,膜孔径为2~50nm,操作压力在100~1000kPa之间,截留分子量范围约为1~500kDa,膜结构一般分为两层:上层为具有致密微孔的功能层,下层为具有大通孔结构的支撑层,主要用于提高膜强度。在实际工程应用中,常见的超滤膜包括中空纤维膜、有机管式膜、有机平板膜、陶瓷膜等。

2 超滤膜技术在环境工程水处理中的运用

在新时代下,各种污水处理技术和设备、工艺不断发展、更新,有效满足了企业对污水处理的需求。因此,人们需要引进更加先进的污水处理技术,更好地处理污水。

2.1在城市饮用水中的应用

超滤膜技术在饮用水净化中的应用,能够有效去除饮用水中的致病微生物、细菌、藻类等有害物质,同时处理了饮用水中的天然有机物、浊度、氨氮污染物等,提高了饮用水的质量,保证了饮用水的安全性,不断满足人们的饮水需求。例如,在处理饮用水的过程中,可以使用混凝沉淀的方法对水资源进行预处理,有效减少水资源中的杂质,然后使用超滤膜技术进行再处理,把饮用水中的重金属元素、浊度、微生物、污染物等拦截在外,从而减少了饮用水中的杂质,实现了净化的目的,提高了饮用水的质量和安全性能,保证人们可以喝到“放心水”,为人们身体健康与生命安全提供了保障。

2.2在海水淡化中的应用

现阶段,超滤膜技术在海水淡化中发挥出了很高的应用价值,可以利用该技术中的物化性能以及反渗透性能,把海水中的盐分以及其他杂质清除出去,从而实现了液体与溶质的有效分离。也就是说在海水淡化工程中应用超滤膜技术,能够防止在海水渗透作用下渗透到处理后的水资源中,有效淡化海水,提高了水资源的质量,不断满足人们的用水需求。

2.3在含油废水处理中的应用

含油废水处理是,包括分散油、漏油等,应用超滤技术可有效处理各类含油废水,因为它们的亲和力很好,当乳液油分散在过滤膜上时,可以完全湿润,有效提高了乳液的速度,及时收集加工,造纸过程是将植物纤维素转化为纸的过程,在清洗、漂白过程中,造纸废水具有深色、纤维素和化学品浓度高、粘度高的特点,加工非常复杂,造纸原料为小麦秸秆,因此其纤维素废水中硅含量高。流动性差。在处理过程中,使用超滤技术可以完全回收废水中的木质素等物质,从而实现废水处理的循环利用。经过超滤膜过滤后,漂白水去除废水中的颜料和有机物,使纸张的颜色更白更亮。

2.4在城市污水回收利用中的应用

经调查发现,在环保工程废水中,城市污水的占比较大,且处理要求高。为了确保人们的用水安全,相关企业需要对污水进行回收再利用,以有效缓解城市的用水压力,确保将城市污水处理后,对水质进行检测,在达标后将其投用到城市绿化工程用水和城市中水系统中。为了提高处理效率、降低处理成本,人们可以采用超滤膜技术,该技术可以提高污水的生化性能,但是在实际操作中为了确保出水水质达标,可以将循环活性污泥法和超滤膜技术结合使用,采用这种混合方法可以确保水力作用时间延长,因而有效提高了污染物的去除效率,尤其是一氧化碳和氨氮、酸碱度等,并确保城市用水达标。

2.5工业污水处理应用

超滤膜技术具有清除杂质、强效除菌的功能,在环保工程水处理中应用超滤膜技术,具有高能效、低能耗的特征,能够有效清除食品工业废水中的细菌、隐孢子虫、贾第虫等。同时超滤技术的支持下,能够对食品工业废水中的淀粉、乳糖、酵母等物质的有效回收,同时发挥出回收和清除的双重效能,有很高的应用价值。在食品工业废水回收中应用超滤膜技术,能够提升食品工业废水的处理能力,对食品工业废水中的杂质进行了有效的清除,且其中有用的营养物质被保留了下来,不仅能够较少污染、节省资源,还能够实现有用物质的回收使用。由此可见,在食品工业废水处理中,超滤膜技术是一种有效的、科学的水处理技术,能够提高各种资源的利用率,促进社会经济的快速发展,符合资源循环利用的要求,为现代化城市的发展奠定了基础。

2.6在焦化废水处理中的应用

焦化废水排放量大、污染物质复杂,具体包括酚和氯化物等多种污染物质,其中酚的含量最大。会危害人体健康,所以人们需要重视对焦化废水的处理,有效发挥环保工程的作用,将焦化废水作为废水处理的难点。当前焦化废水处理方法包括生物处理法、生化处理法,但这两种方法处理效率低,无法有效去除废水中的悬浮物和有机污染物。为了提高处理效率,实现焦化废水的再生利用,废水处理人员可以采用超滤膜技术。该技术是一种深度处理各种污染物质的处理工艺,将其应用于焦化废水的处理可以提高处理效果,有效清除各种污染物质,确保废水经处理后能够达标排放,且在处理完成后也可以将其作为循环冷却水利用,从而提高水资源利用率。

2.7在造纸废水处理中的应用

该技术可以对过滤水和冲洗水、纸浆水进行隔离和吸收、净化。造纸厂生产牛皮浆工艺中会排放出大量的黑液,这些黑液中含有大量的有机和无机物质,在具体处理这类废水时,可以先在超滤膜上形成一层有机物质,并利用有机物质分离废水中的大分子物质,促使小分子物质和大分子物质分离,最终对小分子物质进行电氧化处理。这种方法应用前景广阔,可以弥补传统方法的弊端和不足,将其应用于造纸厂废水处理中可以得到纯度高的水,必要时也可以将该技术和其他方法融合,有效去除废水中的沉淀类多糖物质和悬浮物质、有颜色的离子等,有效提高膜的通透性,同时也可以重复回收有利用价值的物质,最终实现处理后废水的循环利用。

2.8在电镀废水处理中的应用

电镀行业的生产过程会排放大量废水,而且对这些废水的处理需要特定的技术,尤其是电镀废水中含有重金属物质,如铜、锌、氰化物等,这些物质毒性大,如果不及时处理,或者处理不达标就排放,会对人体健康和农作物、土壤等产生较大的危害和破坏。根据早期的处理经验发现,电镀废水的可生化性不强,这些金属物质无法被微生物吸收,因而处理难度大、技术要求高。

3结语

综上所述,超滤膜以其良好的分离精度和较低的跨膜压力等优点,在不同工业行业废水处理领域具有广阔的应用前景。尽管如此,不同类型的超滤膜也存在其自身材料特性所造成的缺点,如有机超滤膜易发生微生物污染、不耐酸碱和高温,无机陶瓷膜性脆易断裂等。因此,未来可通过改性或复合的方法对超滤膜进行优化和改进,在改善其渗透通量的同时兼顾其抗污染能力。此外,在应用过程中也需根据废水水质特点,可与其他处理工艺进行组合,确保废水处理效果的同时降低投资运行成本。

参考文献:

[1]李振臣,范继珩,骆枫,等.膜技术处理重金属废水研究进展[J].四川环境,2022,41(02):249-255.

[2]唐亦舜,徐庆,刘振鸿,等.基于优化非线性自回归神经网络模型的水质预测[J].东华大学学报(自然科学版),2022,48(03):193-195.

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