超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

超滤膜技术是介于微滤和纳滤之间的一种能够净化、分离或浓缩溶液的膜渗透分离技术。超滤膜是悬浮颗粒和胶体物质的有效屏障。同时，超滤膜还能有效去除“两害、藻类、细菌、病毒和水生生物”，从而达到溶液净化、分离和浓缩的目的。与传统工艺相比，超滤膜技术具有能耗低、操作压力低、分离效率高、通量大、水处理中有用物质可回收等优点。广泛用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理。本文简要介绍了超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，以供参考。

2超滤膜技术的基本原理及特点

2.1超滤膜技术的基本原理

超滤(超滤)是指在压力的作用下，溶剂和一些低分子量溶质通过膜上的微孔到达膜的另一侧，而聚合物溶质或其他乳化胶束被截留以达到从溶液中分离的目的。拦截机制主要是筛选，但有时膜表面的化学特性(膜的静电效应)也起到拦截作用。超滤分离时，在给料液施加一定压力后，由于膜表面和微孔的初次吸附，聚合物和胶体物质被超滤膜堵塞，堵塞在孔中，机械筛分在膜表面，而水、无机盐和低分子物质则透过膜。

超滤膜技术的分子量截止范围约为500-500000，相应的孔径约为0.002-0.1μm，操作静压差一般为0.1-0.5MPa，分离组分的直径约为0.005-10μm，

2.2 超滤膜技术的特点

对杂质的去除效率高，产出水水质比传统方法好得多。

2。完全消除或大大减少化学试剂的使用，避免二次污染。

3。该系统易于自动化，可靠性高。操作简单，设备仅在两个档位打开和关闭。

4。它具有良好的化学稳定性、耐酸性、耐碱性和耐水解性，可广泛应用于各种领域。

5。耐热温度可达140℃，超高温蒸汽和环氧乙烷可用于灭菌消毒。可以在很宽的酸碱度范围内使用，可以在强酸、强碱和各种有机溶剂的条件下使用。

6。过滤精度高，可有效过滤水中99.99%的胶体、细菌、悬浮固体等有害物质。

7。相当于常规水处理系统成本的生活污水，采用超滤处理，以提高水质回用，而工业废水由于一般技术达不到标准，可以采用超滤充分处理。

3超滤膜技术在水处理中的应用

3.1 饮用水净化

目前，随着我国水污染问题的日益严重，我国出现了新的水质问题，如贾第鞭毛虫和隐孢子虫(两种蠕虫)、水蚤和红虫，藻类污染加剧，气味和藻毒素、水的生物稳定性等。超滤膜技术应用于饮用水净化时，可以去除水中的水蚤、藻类、原生动物、细菌甚至病毒等微生物，对水中的病原微生物、浊度、天然有机物、微量有机污染物、氨氮等有很好的处理效果，可以满足人们对水质的要求。

例如，张燕等人[2]以混凝沉淀为预处理方法，通过中试研究了浸没式超滤膜处理东江水的z大优化运行模式。该工艺通过设置多级屏障，可以逐步降低水中病原微生物、浊度、天然有机物、有毒有害微量有机污染物、氨氮、重金属等含量，醉后即可获得饮用水。

3.2造纸废水的处理

超滤膜技术应用于造纸废水，主要是浓缩回收部分成分，渗透水返回工艺中使用。一般来说，对m

3.3含油废水的处理

含油废水有三种状态:浮油、分散油和乳化油。前两种更容易处理，可以通过机械分离、混凝沉淀、活性炭吸附等技术进行处理，将含油量降低到非常低的水平。然而，乳化油含有起同样作用的表面活性剂和有机物。油以微米级离子的形式存在于水中。重力分离和粗粒化都很困难。采用超滤膜技术，使水和低分子有机物渗透膜，除油的同时去除化学需氧量和生化需氧量，实现油水分离。

例如，油田含油废水中的含油量通常为100 ~ 1000毫克/升，超过 排放标准(10毫克/升)。因此，采用先进的平衡压力浅层气浮技术和中空纤维膜分离技术进行排放前分离。当操作压力为0.1MPa，污水温度为40℃时，膜渗透率可达60 ~ 120 L/(m2·h)，出水含油量微量。悬浮固体的平均含量为0。32毫克/升，悬浮固体的中值粒径为0。82μm，完全符合水质超低渗透油田回注水标准。

3.4城市污水回用

城市废水是一种重要的水资源。英国膜法在国外已广泛应用于城市污水回用。随着我国水污染问题日益严重，超滤膜技术在城市污水回用中的应用越来越受到重视。例如，唐·范敏等人[5]采用CASS和超滤膜组合工艺处理生活污水。当水力停留时间为12h，CODCr浓度为215~ 677毫克/升时，该工艺出水CODCr稳定在30毫克/升左右；氨氮浓度为22.2~ 41.2毫克/升时，出水氨氮浓度可低至0。2毫克/升，去除率可达90%以上，出水酸碱度在7.26~7.89之间，出水浊度小于0。5，出水水质优于回用水标准，可直接回用。

3.5海水淡化

海水淡化技术在发展半个世纪后已经技术成熟。目前主要的海水淡化方法包括反渗透(SWRO)、多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和加压蒸汽蒸馏(VC)，而只有SWRO、MSF和MED适合大规模海水淡化。随着膜技术在发展年的不断发展，膜技术自20世纪60年代开始应用于海水淡化。然而，在此过程中，由于膜污染问题，反渗透系统在处理海水方面存在瓶颈。超滤膜技术的应用可以有效控制海水水质，为反渗透系统提供高质量的进水。