佛山市南海罗村污水处理有限公司528226
摘要：随着社会公众对环境的日益重视，工程技术人员在环保工程水处理的研究上取得了较大的成果,其中应用最为广泛的是超滤膜技术。超滤膜技术可以处理水中杂质，实现水资源循环的使用。本文分析了超滤膜技术原理、特点及其在实际中的应用。
关键词：环保工程；水处理；超滤膜技术；应用
超滤膜是介于微滤和纳滤之间的过滤技术，超滤技术可以将溶液中不同特性的物质分离出来，从而达到净化水质的目标。超滤技术可以有效的隔离胶体物质和细小的悬浮颗粒等，并且对水中的微生物、细菌等物质具有一定的去除作用，有效的净化水质。超滤技术与传统的水处技术相比，具有很多优点，例如：工艺操作方便、能耗低、净化效果好及可回收等，目前被广泛的应用于生活污水的处理和海水净化等方面。
1.超滤膜在水处理中的的工作原理、特点和作用
1.1工作原理
过滤是使液体通过多孔过滤介质以分离其中所含的固体颗粒的一种操作。过滤介质截阻颗粒而让液体通过，随着被分离的颗粒变小，要求介质的通道也要变小。如果颗粒小到亚微细粒的程度，膜孔大小就要趋近于能阻止溶液中大分子的通过。这种利用半透膜的微孔过滤以截留溶液中大溶质分子的操作称为超滤，而这样的半透膜称为超滤膜。
超滤的驱动力是压力，通常高达1.0MPa。运用液压迫使溶液透过膜并按溶质分子大小、形状等差异，把大溶质分子阻留在膜的一侧，成为浓缩液;而小分子的溶质则随溶剂透过膜到另一侧，成为透过液流出。如果将所得浓缩液用水稀释，再进行超滤，可使料液中的低分子溶质进一步随透过液流出，而高分子物质逐步得到提纯。
1.2技术特点
超滤膜具有很多优点，主要包括以下几个方面：一是可以避免化学药品的过量使用，与传统处理工艺相比，超滤膜可以有效的避免水体二次污染;二是超滤技术对水质的杂质去除率较高，过滤后水质较好;三是超滤膜的物理化学性能稳定，具有耐高温、耐酸、耐碱等特性，因此可以采用高温蒸汽和C2H4O进行消毒，并且在强酸、强碱中可以广泛的应用;四是超滤膜技术工艺操作简单、自动化程度高，可以极大的节省人力和物力资源;五是对工业废水处理时超滤技术可以进行回收利用;六是超滤技术对胶体的去除率能达到99.99%，提升过滤后的水质。因此，超滤的这些优点使其在水处理的各个领域上应用。
1.3作用
超滤具有分离和提纯的作用。
1.3.1分离作用。低分子质量的溶质随溶媒一起透过滤膜，高分子质量的溶质被截留，因此，料液被分为带有低分子溶质的透过液和带有高分子溶质及残留低分子溶质的浓缩液。
1.3.2提纯作用。由于分离，提高了浓缩液中总固体里高分子量溶质的百分率，因此，提纯了高分子溶质。在透过液中，低分子溶质由于从高分子溶质中分离出来，也得到了提纯。
2超滤膜的应用范围
超滤在水处理领域应用十分广泛，按应用场合划分，主要可以用于:原水前处理(地表水、地下水、自来水)澄清池、砂滤替代、RO前处理及离子交换前处理。
2.1应用在前置予处理中，超滤替代澄清池或砂滤器，用于去除原水中的固体和胶体以改善后续工段设备的运行，如改善离子交换器的反洗频率和反渗透膜元件的更换频率，但其需要较频繁的清洗/冲洗。膜型一般为10万分子切割量。
2.2纯化处理。去颗粒(如18W2水)、去微生物及热原体、RO或离子交换后处理。应用在反渗透离子交换设备后，超滤用于去除水体中的胶体和固形物，水透过率较高，清洗频率较低，其不需要较频繁的清洗、冲洗，只有当系统压力降低到操作不便或有细菌产生时才清洗。在医药及电子行业，超滤放在使用点用以去除微生物及热原体。膜型一般为1-10万分子切割量。
3预处理技术对膜的必要性和分类
合理而有效的预处理系统是超滤系统成败的关键。膜供水必须进行适当的预处理，尽可能多的去除水中的溶解性有机物或者改变其在状态、降低膜污染、提高膜的过滤性能、延长使用寿命并降低水处理费用。国内主要预处理技术分类:生物预处理、臭氧预处理、活性炭(颗粒炭GAC或者粉末炭PAC)预处理、混凝预处理。
3.1臭氧预处理对膜过滤性能的影响
试验用5.0mg/I的腐殖酸和10mg/|的高岭土配置原水，然后向水中投加4.5mg/I的，结果发现该状况下的透水通量是未臭氧预处理时的2倍。并且，投加时，过滤阻力下降;停止投加，过滤阻力上升。臭氧能将水中本来对膜有污染作用的有机物(腐殖酸)分解成不易污染膜的、更分散的物质，减缓膜污染，并使得反冲洗时膜表面的污染层更容易去除。但是臭氧氧化副产物(如溴酸盐)和膜组件的耐臭氧性能需要提高。
3.2活性炭(GAC或PAC)预处理对膜过滤性能的影响
降低过滤阻力、提高透水通量和提高有机物的去除率。粉末活性炭与膜联用能有效提高有机物的去除效果;粉末活性炭不会造成膜过滤阻力的增加，并且膜过滤阻力随着粉末活性炭投加量的增大而减小。但pac预处理对膜过滤影响不大。
3.3混凝(絮凝)预处理对膜过滤性能的影响
混凝主要去除的是大于0.2微米的胶体，而不能去除溶解性有机物，膜污染主要是溶解性有机物中的中性亲水性有机物，所以说混凝无法降低膜污染。混凝能有效去除分子量较大的有机物，因而可以防止膜污染。
4超滤膜技术在水处理中存在的问题和注意事项
4.1超滤膜技术在水处理中存在的问题
超滤技术在水处理的各个领域上应用较多，但是作为新型水处理技术，在应用过程中也产生了一定的问题。应用过程中存在的问题主要包括以下几点：一是不管超滤技术采用侵入式或压入式，都需要辅助设备进行操作，给工艺应用造成不便;二是如果膜被污染则会影响超滤技术的应用效果。膜污染主要有：生物污染、吸附污染和沉淀等污染。因此在使用时需要对超滤膜进行定期维护，提升系统的处理效果，避免膜污染的发生;三是超滤膜技术尚不成熟，与其他工艺联合使用较少，制约了超滤膜技术的发展;四是超滤膜技术应用在农村区域，由于缺少技术人员和运行成本较高，农村水处理中应用较少。
4.2超滤膜在水处理系统使用中的注意事项
超滤膜可以截留细菌，但不可以杀死细菌，截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区没有细菌，这样会直接影响到出水水质，因此必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌，灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定。过滤系统所用组件数量是根据设计总透水量而定的，而每根组件所标称的每小时产水量是指纯水透水速率，是指采用纯水作测试介质，纯水对超滤膜不存在溶质引起的堵塞问题。但由于装置的透水速率随运转时间而逐渐下降，但经清洗后基本上可以回复到一个相对稳定值。此外，超滤组件的透水量还受到温度、压力、料液浓度、给水浊度等因素影响。由于每根超滤组件在出厂前加入保护液，使用前要彻底冲洗组件中的保护液，无论低压还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。超滤组件要轻拿轻放，并注意保护，由于超滤组件是精密器材，所以在使用安装时要小心，要轻拿轻放，更不能甩坏。组件若停用，要先用清水冲洗干净后，加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌，并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理。使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明，按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。
5结束语
随着水污染的日益严重、水资源的短缺，超滤膜在水污染控制和水资源化方面被受到广泛的重视,且具有广阔的应用前景。虽然膜有着无可比拟的优点，但是它的缺点也是很突出的,如能耗高、成本高、膜汽染思膜材料和膜组件没有实现标准化等。因此，技术人员需要开发新的膜材料以提高膜通量，抗氧化和抗污染能力，并开发新的集成工艺和优化处理方法，扩大应用范围、降低成本、实现标准化。
参考文献：
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