一、什么是超濾膜
超濾膜是最早開發(fā)的高分子膜之一，是一種額定孔徑范圍為0.001~0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側施加適當壓力，溶液中的溶劑以及一部分分子量較低的溶質從超濾膜的微小孔隙中穿透到膜的另一邊，而分子量較高的溶質或一些乳化膠束團被截留，從而達到過濾分離的效果。
在水處理領域，超濾膜技術相對于其他過濾技術來說，過濾雜質的效率更高，其過濾精度可達99.99%，能有效去除水中的絕大部分有害物質；并且使用很少或不使用化學藥劑，有效避免水質受到二次污染，因此處理后的水質更好。從操作層面來說，基于超濾膜技術的過濾系統(tǒng)自動化程度高，運行簡單可靠，只有開、關兩種操作。由于超濾膜的材料化學穩(wěn)定性強，抗酸堿腐蝕，耐高溫，因此可以高溫殺菌消毒，適用性很廣。
二、超濾膜技術原理及特點
1、超濾膜技術原理
超濾膜技術是一種膜透過分離技術，其濾過能力介于納濾和微濾之間，其工作原理是：
在溶液通過一種半透膜的時候，在壓力的作用下，溶劑和溶質中的小分子物質可通過濾膜到達膜的另一側，而溶質中的大分子物質和膠體則由于無法通過濾膜孔洞而被攔截下來，隨著溶液不斷流過，膜上被攔截的物質也越來越多，因此要想實現(xiàn)超濾作用就得對溶劑施加更大的壓力，與此同時在膜的表面形成的物質也展現(xiàn)出一定的化學特性，對于一些污染物也具有截留和分解的作用，從而實現(xiàn)水的凈化。
隨著大分子物質不斷高集在膜表面濾過的速度不斷降低，出現(xiàn)“濃度極化”的現(xiàn)象，為使超濾能夠持續(xù)有效地進行，實際工作中常使用攪排式超濾裝置來消除”濃度極化”的現(xiàn)象。
2、超濾膜技術的特點
相對于其他水處理技術而言，超濾膜技術具有很多無可比擬的優(yōu)勢：
第一，超濾膜化學穩(wěn)定性高，可耐高溫、耐酸、耐堿，因此對進水水質要求不高，通用性強；
第二，超濾膜技術原理簡單，容易實現(xiàn)自動化運轉，節(jié)約勞動力，且操作簡便、易于維護，運行安全穩(wěn)定；
第三，超濾膜技術屬于物理方法，在水處理過程中并不需加任何化學藥劑，因此可有效的防止水體的出現(xiàn)二次污染的情況；
第四，超濾膜技術效率高，處理水量大，尤其是對污染較小的城市飲用水處理，展現(xiàn)出極高的作效率；
三、超濾膜技術在環(huán)保工程水處理中的應用
1、城市飲用水凈化
隨看社會的發(fā)展，人們對飲用水安全要求越來越高，但與此同時我國城市用水源地的污染也日益嚴重，直接取水的水質越來越無法滿足飲用水的標準，因此必需要對城市飲用水進行凈化。
城市飲用水主要來源于地下水和地面水兩種，兩種水源的污染機理不同，但污染物都主要為無性生物、細菌，真菌、病毒、懸浮物等。
傳統(tǒng)的飲用水凈化方法可實現(xiàn)對微生物和菌類的滅活凈化，以及對微米級懸浮物顆粒的凈化，而超濾膜技術在此基礎上還可實現(xiàn)對納米級顆粒的有效去除，因此出水水質更高，對城市居民飲水健康具有重要意義。
2、海水淡化
不可再生資源，地球上可供人類飲用的淡水資源日益枯竭，水資源短缺已經(jīng)成為當代人類面臨的最緊迫問題之一。海水淡化被認為是解決飲用水危機的有效途徑，目前在世界范圍內(nèi)研究較多的海水淡化技術是電滲析技術，雖然電滲析被認為是可以使海水淡化的有效方法，但其運行成本高昂且回收率低，隨著技術的發(fā)展，超濾膜技術開始被用于反透海水淡化中，其優(yōu)異的分離性能和物化性能使得海水淡化的效率進一步提升，同時將耗能大幅降低。
3、電鍍廢水處理
電鍍工業(yè)產(chǎn)生的廢水量巨大，而且含有大量的六價鉻、銅、鎳等重金屬，危害性極強，可生化性極低，實際工作中常采用鐵氧化法電解法等等，但鐵氧化法會產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥還需進一步處理：電解法雖然可以很好地處理電鍍廢水，但運行成本較高，不適合大范圍推廣。而將超濾技術和反滲透技術聯(lián)合使用被認為是電鍍廢水處理的有效方法，其利用兩種膜技術能夠使電鍍廢水中大部分的重金屬、有機碳和硝酸鹽被去除，并且超濾膜的使用也降低了反滲透膜的污染，提高使用壽命。
4、含油廢水處理
含油廢水的主要來源包括原油泄漏、屠宰場廢水以及生活廢水等，其主要成分是浮油、分散油、乳化油和重油等，常用的含油廢水處理裝置是隔油池，但其對乳化油卻無法處理，因此常采用氣浮法進行軸助處理。由于乳化油分子一般較大，因此可采用超濾膜技術使含油廢水在加壓的條件下通過超濾膜，乳化油及其他大分子污染物就會被截留下來，去除效率較高。
5、城市污水回用
城市污水回用是緩解城市用水壓力的重要措施，將城市生活污水經(jīng)過處理達到回用標準后將其用于城市綠化用水以及城市中水系統(tǒng)。使用超濾膜技術可快速將城市污水處理達標，由于城市污水一股可生化性較好，在實際工作中，為了提高出水水質，常將周期循環(huán)活性污泥法（CASS）與超濾膜技術同時使用。在水力作用時間為12小時的條件下，該法COD去除率達到86％以上．氨氮的去除率達到90％以上，出水的pH值范圍為7.25－7.89，達到了城市水回用標準。
6、食品工業(yè)廢水回收
超濾膜技術除了可以提高出水水質外，還能將大量的有用固態(tài)物質濃縮回收，最典型的應用就是在食品工業(yè)領域。食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有大量的脂肪、蛋白質、淀粉、酵母等，這些物質如果排放到外界環(huán)境中不但會造成環(huán)境的污染，而且還會造成大量的浪費，因此采用超濾模技術將廢水中的有用成分截留下來，同時水中的BOD和COD等也從水中被分離出來，將分離出的周態(tài)物質經(jīng)過提取回收，可為企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益。
四、結束語
綜上所述，超濾膜技術是環(huán)保工程水處理的一項重要技術，其在城市污水處理和各種工業(yè)廢水處理以及有用物質回收等方面都具有極為廣闊的應用前景。目前，超濾膜技術的研究方向一個是發(fā)明更高效的超濾裝置，另一個是根據(jù)進水水質特點與其他水處理技術相結合，提高出水質量。
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