李宏伟

（临汾市生态环境局浮山分局 山西临汾 042600）

引言

水处理是环境工程各项专业中的重中之重，做好水处理工作，可以有效保护环境，还可以提升水资源的利用率，因此，应重视水处理工作。水处理技术有很多中，其中，超滤膜技术是目前应用最为广泛的环境工程水处理技术，通过超滤膜技术有效过滤掉水体中含有的污水、脏水、废水等杂质，提高水资源的循环利用效率，实现对水体资源的有效清洁。

1 超滤膜技术概述

超滤膜技术能够对水体中含有的各种微生物、脏水、污染物等进行有效处理，进而实现对水体资源的净化、分离、浓缩，提高水资源的循环利用效率，属于膜分离技术的一种，包括超滤原理和微透原理两种（如图1）。

图1 超滤膜过滤原理

其中超滤原理的本质是创造一个可以过滤并拦截杂质且允许其他物质通过的膜，为达成这一目标，首先需要科研人员创建一个特定的高压环境，形成特定的膜，从而将杂质进行隔离，这一项技术发展至今已经从原来的单层膜变为多层膜，过滤效果也越来越好。基于这一原理而诞生的超滤膜技术能够对溶液中的杂质进行有效拦截，使纯净物质能够从膜中通过，实现对水体的清洁。

而微透原理则是利用过滤分子拦截有害物质，滤出无污染纯净物质，基于微透原理而诞生的超滤膜技术有500 万过滤分子，总体积约0.002um，自带净化功能，能够有效清理溶液中的颗粒物，过滤水体中的有害物质，提高水体的安全性[1]。当前，超滤膜技术已经在环境工程水处理中得到了广泛的应用，特别是在污水处理与海水淡化中，超滤膜技术发挥了重要的作用。

2 超滤膜技术的特点

通过对现有环境工程水处理工作相关资料数据及案例的分析研究可知，超滤膜技术在其中的应用特点包括以下几个方面。

2.1 物理特点

超滤膜技术的应用和发展中，其物理特点是最为直观的展现。该技术在应用中一方面可全方位落实环境保护要求，另一方面能够有效降低水处理中化学试剂的应用率，改善处理净化的整体效果，减少水处理过程中二次污染的产生，保证水环境质量和水质安全。

2.2 良好的净化效果

通过与以往的过滤技术进行对比分析发现，超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，可很好地处理水质中的有害物质，增强水质净化效果，同时相比传统的过滤技术，超滤膜技术可快速将水体中含有的杂质排出，避免杂质过多堆积造成二次污染。

2.3 操作便捷

传统过滤技术在应用中会经过较为繁杂的流程工序，且要严格把控每个环节，以保障过滤的有效性和合理性。但超滤膜技术应用中省略了很多环节，只需要简单的操作便可实现过滤效果。且在特定条件下，该技术还能够让物质自动进入到过滤膜内，满足过滤要求，大大节省时间和人力，保证过滤的有效性和科学性。

2.4 抗酸功能

超滤膜技术的抗酸能力较强，在环境工程过滤处理中能够免受酸碱物质的影响，防止出现其他化学反应，产生腐蚀性问题，加强过滤处理过程中的安全性和可靠性[2]。同时抗酸能力是传统过滤技术所不具备的功能特点，这也很好的说明了超滤膜技术的优势和功效，以及其在酸碱溶液中的应用成效，该技术具有较强的安全性，这对于工业污水的处理有着显著效果。

2.5 耐高温

超滤膜技术能够在140 摄氏度的水环境下正常使用，不会受到高温环境的影响而出现任何问题。这不仅可以提高水处理工作效率，还能够在一定程度上降低资源及成本的过多投入，维护净化工程的经济效益，为环境工程建设提供有力支持和保障。

3 超滤膜技术在环境工程水处理中存在的问题

3.1 缺少有效的补充技术

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，尤其是自来水处理中的应用，会消耗较高的经济成本，虽然目前我国总体经济得以提升，但因为区域发展的不同，经济划分还存在着较大差异，对于一些经济较为落后的地区来说，超滤膜技术的应用会加大其经济压力，不利于该区域环境工程的顺利开展。所以在水处理工艺选择上，需要先对该地区经济发展现状予以了解和掌握，同时做好地区居民日常自来水使用情况的勘察和了解，根据这些数据展开综合分析，最终选择合适的水处理技术，确保相关作业的有效落实。

3.2 较大的能源损耗

超滤膜技术在使用过程中存在较大的能源损耗，这已经是不争的事实，而且在超滤膜技术应用过程中，还需要借助外力及设备的辅助作用，以保证技术功效的充分发挥，满足水处理的规定要求，改善水质。而这一过程又会加大超滤膜技术应用过程中的能源损耗，如果不对此加以有效控制和处理，将会对水处理及环境工程建设构成一定的威胁，不利于日后行业的长远发展。通过对超滤膜技术应用全过程的分析了解到，在作业中，如果能够对设备运转产生的能耗展开检测，确定最终能耗量，那么自然也能够通过对能耗较大设备的优化和处理，对能耗加以控制，解决超滤膜技术应用中存在的问题，提高能源利用率。

3.3 污染问题

超滤膜技术在经过多年的改良优化下，其功能性及成熟度已经有了很大的进步，在环境工程水处理中也获得了理想的成果。不过随着经济的发展，水污染元素也在逐渐增多，目前超滤膜技术在应用中，会因为一些因素的影响，导致净化效果大打折扣，无法满足处理要求[3]。在该情况下，工作人员如果不能及时对超滤膜实施净化和更换处理，随着时间的推移，过滤功能也将逐渐下降，这时不仅会降低水质质量，还会对人们的生活构成威胁。同时，重新实施净化处理也会加大成本支出，带来经济上的损失。此外，超滤膜技术的应用过程复杂度较高，对操作人员专业能力要求较高，如果操作人员专业能力无法满足作业需求，实际操作中存在不规范、不标准的情况，就会加剧污染程度，影响净化结果。为此，在技术使用中，务必加大对超滤膜的保护力度，做好净化处理，提高水处理质量。

4 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

超滤膜技术作为目前环境工程中水处理最常使用的技术之一，具有较为广泛的应用前景，能够针对较多种类污水实行有效过滤处理，并控制二次污染的产生，改善环境工程水环境，增大水资源利用率的同时，维护人们的生活质量和安全，为社会后续发展及生态环境的改善贡献力量。

4.1 饮用水

我国虽然有着较为丰富的水资源，但人均水资源占有率位居世界末尾，且存在较为严重的水体污染问题，水体中存在许多水藻、细菌、杂质等污染物。如果不对其进行处理直接纳入到饮用水供水系统中，必将会损害人体健康，诱发多种关联疾病。面对这种情况，必须加强对饮用水水源的清洁。而超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，则可以有效对水体中的污染杂质进行分离，过滤污染物、提高饮水水源质量。部分城市还会将超滤膜技术和混凝沉降技术进行结合应用，以有效去除水体污染，提升居民用水的纯度与质量。

4.2 含油废水

含油废水有三种状态，分为水体表面浮油、水体混合散油、含有乳化剂的油。这三种含油废水中水体表面浮油和混合散油是比较好处理的，可以借助机械对其进行凝降沉淀分离，或使用活性炭及其他化学物质对水体中的油进行吸附处理，从而去除水体中的油污。但含有乳化剂的油在水中是以微米大小的油性分子存在，这种油性分子无法通过粗细分离与重力分离对其进行有效过滤，需要借助超滤膜技术让水体和油性分子进行分离，并在去油的过程中同时将BOD（需要氧气的数量）、COD（废水之中被氧化的物质）进行去除，从而达到油水分离的效果（如图2）。

图2 在含油废水处理中的应用

4.3 城市污水

如今，城市规模越来越大，城市人口数量也越来越多，所产生的城市污水量也越来越大，极大的加重了城市污水排放压力。城市污水的污染程度相对较轻，只需对其进行简单处理便可以排放到河流湖泊中。但城市废水量大，处理起来成本较高，占地大，无法对城市废水进行大规模批量化处理。而超滤膜技术的应用则可以有效解决城市污水排放难的问题，借助超滤膜处理技术可以有效对城市废水中的污染物进行处理，提高水体质量与纯度，进自来水厂处理后的水体资源可以重新供给居民使用。

以我国天津于2002 年建成的某污水处理厂为例，在引入超滤膜技术后，该厂每天生产的不脱盐水量为15000m3，脱盐水量为10000m3，出水浑浊度低于0.5，有效除去90%以上的杂质，进处理后的水体质量较高。

4.4 海水淡化

地球有着丰富的水体资源，但其中有96.5%的水体资源是不可饮用的海洋水，能够饮用的淡水资源中又有69%为冰川储水，开采难度大。因此，环境工程水处理的重点是解决我国淡水资源短缺问题。在过去的环境工程水处理中，人们采用诸多措施对海水进行了淡化处理，以提高我国淡水资源储备量，过去使用的电渗技术虽然能够在一定程度上对海水进行淡化，但淡化率不高。而超滤膜技术的诞生则很好的解决了这一问题，超滤膜技术处理过的海水，脱盐率可以达到97%，去除率也能达到97%，淡化后的水质较高。

4.5 电镀工业废水

工业电镀需要用到大量水资源，从而产生非常多的废水。与其他废水不同，电镀工业废水含有Cu、Pb、Al 等重金属元素，不仅会对水体造成污染，还会对动植物造成不可逆转的影响，人类如果饮用这种废水将会对身体造成严重损害，需要对其进行及时处理。然而在过去的环境工程水处理，难以对水体中的重金属元素进行有效处理，且成本较高，无法大规模应用。而超滤膜技术则可以很好的解决这一问题。如超滤膜技术应用的陶瓷膜，具有0.8μm、1.4μm 两种孔径的滤膜，能够有效对碱中和后的物质进行过滤，截留率高达90%。过滤后的电镀工业费水中的氰化物及相关悬浊液含量低于20%，质量分数低于0.0002[4]。

5 超滤膜技术在环境工程水处理中的优化措施

为更好地发挥超滤膜技术在环境工程水处理中的作用优势，加快污水处理进程，削弱环境污染力度，还需对超滤膜技术展开进一步的优化和处理，不断完善技术功能，扩展应用范围，加大融合力度，从而改进环境工程中水处理质量，实现最终的建设目标。

5.1 不断革新技术

超滤膜技术虽然能够有效将水体中的藻类、油性分子、脏水、污染物等杂质进行过滤，是较为先进的一种绿色技术。但超滤膜技术在使用一定时间后，会受到一定程度的污染。如果在这种情况下，继续使用超滤膜技术对水体进行净化处理，必定会导致已经净化处理后的水体被二次污染。因此，在环境工程水处理中使用超滤膜技术应不断的革新技术，对现有的超滤膜技术进行创新和换代，在提高超滤膜技术使用寿命的同时，也要尽最大努力提升超滤膜技术的水体净化效率，增加技术自身的抗污染能力，避免净化后的水体受到二次污染。

5.2 优化超滤膜清洗技术

超滤膜技术虽然水体清洁效果好，但也存在非常致命的问题，即超滤膜寿命有限，一旦超滤膜受损，将无法对水体进行有效清洁，拦截污染物。若要延长超滤膜使用寿命，就必须优化超滤膜清洗技术。目前市面上较为常见的超滤膜只能清洗一两次，且价格昂贵，超出清洗次数将会对超滤膜本身造成损害，影响超滤膜的使用效果，而这也是超滤膜技术应用的最大阻碍。如果能够提高超滤膜的清洗技术，降低超滤膜更换次数，增加超滤膜的使用寿命，则能够很大程度上降低更换超滤膜带来的成本支出，降低环境工程水处理的成本。

5.3 完善水处理技术组合工作

虽然超滤膜技术能够在环境工程水处理中发挥出重要的作用，但在实际的环境工程水处理中，超滤膜技术的应用仍存在很多问题，出现大量分子残留问题。而出现这种问题的原因是超滤膜技术没有与其他水处理进行系统性衔接，形成一套完善而统一的水处理系统[5]。

在这种情况下，就要完善水处理技术组合工作，加强超滤膜技术与其他水处理技术间的对接，如超滤膜技术无法对水体中的溶解性污染物及小颗粒进行处理，则需要借助混凝工艺对水体悬浮颗粒的尺寸分布进行改变，以去除水体中的溶解性污染物及小颗粒。因此，不仅要及时对超滤膜技术进行革新换代，还要对超滤膜技术相关的其他水处理技术进行革新，从而充分融合各水处理技术的优势，组建一套高质的水处理系统，提高水处理的标准及质量。

5.4 超滤膜技术未来发展方向

超滤膜技术作为目前市面上最有效的水处理方法之一，已经被逐步用到全国各地的环境工程水处理中，并在海水淡化预处理、MBR（膜生物反应器）、废水回收三个领域具有出色的表现。在我国，超滤膜技术目前主要是在废水回收领域进行应用，但随着超滤膜技术的不断发展，也已经开始在钢铁、电力、化工等行业的工业废水净化中崭露头角。需要注意的是，成本较高阻碍了超滤膜技术的使用和推广，但相信随着科学技术的进步，超滤膜技术及超滤膜的价格将会变得更为“亲民”，相关的膜组件及膜系统将会实现自主研发，并有效解决当前存在的膜污染、膜寿命短等问题。

结语

综上所述，超滤膜技术在环境工程水处理中的应用，实现了水体资源的有效清洁，在保障饮水安全的同时，也提高了水资源的利用率和循环效率，切实解决了许多过去无法解决的水质问题，为环境工程目标的实现做出奠定坚实基础。相信随着科学技术的进步及超滤膜技术的普及，在未来该技术还能够更好的改善水资源处理及净化工作的质量。