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社会学论文:超滤膜技术在环境工程水处理中的运用探析
作者:管理员    发布于:2021-04-30 13:58:53    文字:【】【】【
摘要:本文首先分析了超滤膜技术的原理,然后结合实践,分析了超滤膜技术的具体应用。

  摘要:水资源是生命生存必需的、可循环利用的战略资源,而一个国家的水环境不仅关系居民的生活水平和身体健康,也与国家的产业建设、环境保护、可持续发展等息息相关。作为一种过滤技术,超滤膜技术在环境工程水处理中表现出多种应用优势,有助于推进我国生态环境保护。本文首先分析了超滤膜技术的原理,然后结合实践,分析了超滤膜技术的具体应用。

  关键词:环境工程; 水处理; 超滤膜技术;

  Application of Ultrafiltration Membrane Technology in Environmental Engineering Water Treatment

  XIA Xuelan

  Anhui Zhongke Chengxin Testing Technology Co., Ltd.

  Abstract:Water resources are recyclable strategic resources necessary for life,and a country's water environment is not only related to the living standards and physical health of residents,but also closely related to the country's industrial construction,environmental protection,and sustainable development.As a kind of filtration technology,ultrafiltration membrane technology shows a variety of application advantages in environmental engineering water treatment,which is helpful to promote China's ecological environment protection.This paper first analyzes the principle of ultrafiltration membrane technology,and then analyzes the specific application of ultrafiltration membrane technology in combination with practice.

  水是人体必需的物质,而一个国家的日常用水质量也能够直接反映该国的人民生活水平、工业生产能力和环境治理情况等。近年来,我国研究者研发出多种新型水处理技术,旨在让我国水处理更高效、更便捷,让人民饮用更健康的净化水,同时改善我国水环境[1,2,3,4]。超滤膜技术具有效率高、易过滤、应用范围广等优势,在我国环境工程水处理中得到广泛应用。当前,超滤膜技术仍处于不断完善的阶段,纳米级滤膜逐渐成为超滤膜技术研究的新方向[5,6,7]。因此,笔者结合实际工作经验,分析了超滤膜技术在环境工程水处理中的应用,从而推进我国环境工程建设。

  1 超滤膜技术的原理

  超滤膜是一种用于超滤过程能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜。其以压力为驱动力,膜孔径为1~100 nm,属于非对称性膜。操作压力差为100~1 000 kPa,超滤膜适用于脱除胶体级微粒和大分子,能分离浓度小于10%的溶液。当前,超滤膜技术广泛应用,在分子级微粒过滤分离方面有很好的应用效果[8,9,10,11,12]。

  除了水分子、无机盐和可溶性小分子外,超滤膜还可以过滤溶液中的微型藻类、病毒、细菌和可溶性大分子物质等,实现有效的分离和纯化,提升溶液纯度,优化分子分布[13,14,15,16,17]。近年来,人们研发出多层过滤膜技术,其采用特定的滤膜设计,能够截留某直径范围内的分子。这样能够加强超滤作用,更加彻底地过滤特定直径的分子,过滤效果十分显着。

  2 环境工程水处理中超滤膜技术的应用

  在超滤膜技术中,超滤装置占地面积小,水质过滤效果好,杂质滤除作用强,因此其在环境工程水处理中得到了广泛应用[18,19,20,21,22]。通常,环境工程应用的超滤膜孔径较大,因为同样水压下,孔径更大的滤膜能够支持的水力流速更大。面对污染严重、杂质较多的污水,这种超滤膜有较高的过滤效率和耐用度,可以更好地应对水处理中污染状况复杂的水质条件。当前,超滤膜技术主要用于生活污水处理,能够通过超滤作用让污水达到中水回用标准。在石化废水、农业高浓度有机废水、食品高营养物废水、印染洗排废水等工业废水处理中,超滤膜技术能够与其他水处理技术联用,去除大分子污染物。超滤膜技术能有效滤除污泥,获得良好的水质净化效果。

  2.1 生活污水处理

  生活污水具有较好的营养条件,常常含有大量含氮化合物、高营养有机物,若不加处理而直接排放,则可能会引起水体富营养化,导致水华现象。当前,有些生活废弃物采用定点填埋的处理方式,其污染物容易渗入地下水,污染地下水环境。还可能通过食物链向高一级动物,尤其是食物链顶端的人类,体内富集,损害地球生命体的健康,因此有必要采取超滤膜技术对其处理后再排放或再利用。

  人们可以将A2O工艺同超滤膜技术结合,有效处理生活污水,超滤后的出水水质较中水回用标准高。人们可以设计脱氮除磷滤膜,利用超滤膜技术处理生活污水,试验发现,氮、磷等污染物含量均符合相关国家标准,超滤膜技术的脱氮除磷效果较好。超滤膜技术可以有效处理生活污水,处理后的各项出水指标均符合中水回用标准。

  2.2 工业废水处理

  工业废水来源于各种工业活动,其中排放量较大的有农药行业、化肥行业、石化行业和食品加工行业等,其中可能含有重金属、有毒物质和细菌等。若将工业废水直接排入水环境,则会污染水体,进而威胁动植物生存,对社会经济可持续发展不利。因此,有必要强化工业废水处理,使其在处理后符合排放标准,实现环境保护和水资源可持续利用。

  超滤膜技术可以有效处理工业废水,降低有害物质含量,使出水符合中水回用标准。超滤膜技术对多种工业废水有很好的处理效果。人们可以将A2O工艺同超滤膜技术结合,有效处理高浓度有机废水,去除水体中的各种污染物。在使用超滤膜技术前,人们可以增加水解酸化预处理环节,处理后的工业废水水质符合中水回用标准,研究发现,水解酸化提升了超滤效率。人们可以将R0技术与超滤膜技术联用,深度处理印染洗排废水,其岀水水质符合相关回用标准。另外,人们可以运用超滤膜技术-NF系统处理垃圾渗滤液,处理后,出水的有机物、氨氮和总氮含量降为2%、1%和5%,满足相应排放标准要求。

  2.3 超滤膜技术的膜污染防治

  水环境中一般存在多种污染物,而在利用超滤膜技术对其进行处理时,这些污染物可能滞留在滤膜上,导致滤膜污染。这会阻碍超滤膜技术发挥其应有的作用,损害膜组件的结构。如果超滤膜受到污染,就难以在原有运行条件下继续发挥超滤作用,甚至导致过滤后的出水被滤膜污染。因此,要想用好超滤膜技术,人们就要控制滤膜污染。膜污染防治措施主要包括改善污泥混合液特性、优化运行条件、优化滤膜及其组件等[23,24]。

  2.3.1 改善污泥混合液特性

  污水处理可以增加预处理环节,改善进水水质,去除不适应超滤膜技术条件和可能损害膜组件的污染物,改善输入超滤膜系统的污泥混合液特性,降低单次超滤对滤膜的污染。预处理环节可以增加絮凝工艺,提升膜通量和去除率。

  2.3.2 优化运行条件

  为了降低膜污染,人们要优化超滤膜技术的运行条件,提升污染物去除效果,延长滤膜使用寿命。一是合理控制系统运行的膜通量,二是间歇式运行滤膜,三是定期清洗和更换滤膜。优化运行条件,不仅能够控制膜通量,满足超滤膜技术的应用需求,还能尽量延长滤膜使用寿命。

  2.3.3 优化滤膜及其组件

  可用于制作滤膜的材料多种多样。人们可以对膜材料进行改性,改变其表面亲水性、污染物吸附水平和过滤通量等,提升应用效果。例如,综合考虑超滤时的水力形态,合理设计膜组件和反应器的位置,利用曝气对膜的冲刷来减少膜组件清洗时的损伤。

  3 结论

  水不仅是生命生存必需的基础物质,也是可循环利用的战略资源。一个国家的水环境不仅关系居民的生活水平和身体健康,也与国家的产业建设、环境保护、可持续发展等息息相关。本文首先分析了超滤膜技术的原理,然后结合实践,分析了超滤膜技术的具体应用。研究表明,作为一种实用型过滤技术,超滤膜技术在环境工程水处理中表现出多种应用优势,有助于提高污水治理效果,改善我国生态环境。

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