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环境工程水处理中超滤膜技术应用

北极星环保网来源:低碳地产2017/1/13 9:44:37我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 工业废水 生活污水

北极星环保网讯:【摘要】超滤膜技术目前已广泛应用于环境保护工程。随着我国对环境工程的重视,以及人们对于水质量要求的提高,超滤膜技术在环境工程水处理的应用日益广泛。本文通过分析超滤膜技术的原理和特点,简析该技术在水处理中的应用,并提出相关建议,以实现更有效的水处理工作。

引言:城市净水处理一般分为预处理、处理剂处理、沉淀处理、消毒处理等主要步骤,但是随着环境污染的加重以及人们对于水资源质量要求的提高,经过这几个主要步骤处理的水已经不能满足人们的净水要求,因此研发出了更加有效的水处理方法,超滤膜技术就是其中之一。超滤膜技术是一种新兴技术,正在不断被实践改进,但是却已经在环境工程水处理中得到了广泛的应用,这得益于超滤膜技术与传统技术不同的特点和优良的处理效果,为了更有效地利用这种技术,有必要对其进行深入研究和探讨。

1.超滤膜技术

1.1超滤膜技术的原理

超滤膜技术是一种把溶液过滤、分离、浓缩的膜透过处理技术。超滤就是指在压力作用下,溶液中的水、无机盐等溶剂以及小分子量的溶质可以通过膜上的微孔到达膜的另一侧,而一些大分子溶质、杂质、藻类、病毒等则无法穿过膜上的微孔,因此就被过滤掉了。通常超滤膜分为两部分,在高压力下的超滤和具有半透性的膜,一般来说,在高压力的作用下,溶液中溶剂与部分低能量的溶质可通过膜上微小的孔到达膜的另一侧,对高分子、高质量的溶质进行拦截,对其他的胶体物质进行筛分,同时膜的表面也具有一定的化学特性,可以对少量的物质进行拦截,在对溶液进行超滤分离时,通过对溶液加大压力,使得溶液在通过膜时,水、无机盐和低能量的分子通过,对相对分子质量高的物质和胶体进行吸附,达到对水体一次净化的目的。超滤膜技术属于微透过和略透过,一般来说通过这种技术可截留的分子量在500~50万,其分子的直径为0.002~0.100 μm。

超滤膜技术不仅像传统水处理技术一样可以过滤掉杂质、颗粒物,还可以对水中的藻类、病毒、水生物等进行过滤,过滤效果好,因此在净水处理、污水处理及回收、含油废水回收、造纸废水回收以及海水淡化等环境工程水处理中得到了广泛的应用。

1.2超滤膜技术的特点

超滤膜技术特点主要有以下几个方面:1、采用先进的超滤膜进行是处理,祛除杂质的效率更高,过滤后的水质也相对更好;2、与传统的水处理相比,该技术尽可能的减少化学用品的使用,避免了水体的二次污染;3、原理简单,容易操作,更能在信息化时代实现技术的自动化,节省了大量的人力、物力成本;4、超滤膜化学、物理性能稳定,具有耐酸、耐碱、耐温、抗水解等优质性能,最高可以承受140℃的高温,因此可以使用高温蒸汽进行消毒,并且拓宽了过滤膜技术的使用范围,使得其可以在强酸、强碱中应用;5、一方面可以对工业废水进行超滤膜技术处理,对工业废水进行回收利用;另一方面,超滤膜技术可以将水中99.99%的胶体过滤掉,保证了过滤后水的质量。

2.工程水处理中的超滤膜技术应用

由于超滤膜技术的众多技术特点和优势,使得其在各个领域的水处理中得到了应用了:

2.1饮用水的净化

在饮用水的净化上使用超滤膜技术,能有效的净化我国不断污染的水资源,可将水中的微生物、虫类、藻类以及其他高分子质量的细菌去除,并且能够很好地处理水的浊度及有机污染物,最终达到标准较高饮用水的需求。

2.2 造纸污水的处理

超滤膜技术在造纸污水的处理上,同样也是通过过滤技术将水中所含的木素、浆液过滤出来,但是与传统方式不同,超滤膜技术可以进行进一步过滤浓缩,将木素收集起来在造纸工作中重复利用,而浆液也可以进行进一步的浓缩;同时,还可以将废水中的漂白粉等有毒物质有效过滤出来。使用超滤膜技术对造纸废水进行处理,可以大幅度提高处理效率和回收利用效率,减少环境污染,还可以有效降低造纸成本。

2.3对生活污水的处理

生活污水是造成环境水体污染的重要因素之一,在对生活污水的处理中引入超滤膜技术,CASS与超滤膜技术组合能高效净化生活污水。有关研究表明,对污染物的祛除率高达90%,使得生活污水处理后能够直接回收利用。

2.4对工业废水的处理

通常工业废水所含的污染物众多,其对生活用水污染也最为严重,因此,工业废水在排放前必须进行净化处理,而传统的净化技术不能满足现代经济社会的发展需求,引入超滤膜技术能够有效地除去废水中的污染物,并对过滤后净化后的水可以再利用,而膜另一侧的无机盐、有机物等混合物可以根据需求进行回收利用,在一定程度上节约了资源,也节省了企业的生产成本。

3.超滤膜技术在水处理应用中的问题

虽然超滤膜技术在广泛应用于各个水处理领域,但是作为一种近年来的新技术,不可避免在应用中会出现一些问题。根据该技术应用的经验,其主要问题表现在以下几个方面。

首先,膜的污染将严重影响超滤膜技术的效果:超滤膜技术会在环境工程水处理上产生一定的污染,污染情况会让其相应的容量空间降低,能耗获得提高,水处理的生产成本开始增加,这种产生的超滤膜污染是在环境工程水处理中必然产生的。当出现超滤膜污染程度加重后,要用相应的化学药剂对超滤膜进行适当的清洗以消除污染,但目前我国的水厂一年平均进行两次超滤膜清洗工作,使得污染处理程度没有获得有效的清除。

其次,不管是采用压入式还是侵入式的超滤膜技术,都需要外力进行驱动,在一定程度构成了工艺的不便:环境工程水处理需要有充足的动力系统作为超滤膜净化处理技术有效的保障,动力装置的运作效率低会使得水的净化处理中的对能源损耗程度提高,从而导致水处理的整体成本增加,动力装置能源消耗程度需要保障符合相应的现有水处理标准才能进行,但目前在动力装置中关于节能的研究还不完善,使得整体的技术能源损耗程度很严重。

再次,超滤膜技术还不够成熟,缺乏与其他技术的关联应用,在一定程度上制约了超滤膜技术的发展。

4.超滤膜技术在水处理应用中的建议

4.1 开发新型超滤膜技术

超滤膜技术在应用中会引起污染现象,膜的污染将严重影响超滤膜技术的效果,通常膜污染主要包括有吸附污染、生物污染、沉淀等,这些膜污染会对处理后的水质进行再次的污染,因此在使用过程需不断地提高和维护超滤膜的系统处理能力,延缓膜的污染。由于对超滤膜进行清洗处理需要使用相应的化学药剂进行有关的污染清除工作,其操作流程相对复杂,因而新生代滤膜的研发工作需要进行,如何在保留原有的滤膜传统优势基础上,有效抵制污染、加强抗氧化效果,使得其技术的成本获得有效的降低并让其效率得到提升,是急需解决的问题。

4.2 提高超滤膜清洗处理过程

水处理过程需要对有效经验进行总结,要根据超滤膜污染问题类型的不同进行严谨的类型区分进行处理。对引起的超滤膜污染问题需要进行有效的清洗措施。需要自来水厂在对净水处理过程中水源处抽取的水原料水质进行各关键项目的检测后,根据其分析结构的反映,使得水处理相应的技术要求,使得清洗过程获得优化,进而减少相应的污染状况发生。

4.3 完善超滤膜处理技术组合

水处理的相关技术研究不断的深入进行带来了和传统的自来水处理技术相比较而言的变革,使得超滤膜处理技术获得了有效的优化。在水质处理中要考虑超滤膜技术处理之后在水体内残留的分子类型,对其水质造成破坏的有机物进行适当的溶解,对其盐类以及小分子有机物的处理效果要进行提高。因而需要相关的学者对其超滤膜处理中的技术组合进行有效的研究,通过把相应技术根据水质情况进行适当的采用,对陈旧的技术要积极的不采用,这些原则的遵循可以有效的提高超滤膜在相应的水处理工艺的整体水平。

5.结语

不可否认,超滤膜技术对污水等的处理效果明显的优于传统意义上的水处理工艺,其应用极大地提高了水质量,在较大范围内得到广泛应用。但是,超滤膜技术作为新兴的应用技术还存在着一定的缺陷,亟需得到进一步的完善和改进,以达到更加有效的应用,为我国水处理带来更好的促进力。

延伸阅读:

内压式和外压式超滤膜原理和区别

一文读懂反渗透膜和超滤膜的区别

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