(神华宁煤集团煤炭化学工业分公司甲醇厂 750411)
摘要：在经济发展的推动下，人们的环境保护意识逐渐提升以及加强。环境保护工程则就是为了提升环境的科学性，其核心的内容就是不断提升环境工程的质量。超滤膜施工技术可以有效保证水工程的质量，基于此，本文论述来了超滤膜技术在水处理中的应用。
关键词：超滤膜；水处理；技术
引言
化工厂的水处理是环境工程的重要内容之一。目前，在水处理中应用较广的是超滤膜技术。采用该技术能有效过滤水体中的悬浮颗粒、胶体物质以及一些藻类、细菌、病毒等，从而起到净化水质的作用。该技术的应用优势为能效低、效率高、处理范围大等，被广泛应用于各种污水的处理中。
1、超滤膜处理技术原理
超滤膜处理是以超滤膜为过滤介质，在膜两侧施加一定压力下作为驱动力，当水流过膜表面时，截留水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质，只准许水、无机盐及小分子物质透过膜，以达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。
2、超滤膜中试的主要内容
超滤膜中试过程包括膜丝材料的选择、运行方式的选择。这两者有机结合，才能达到净化?分离与浓缩的目的。
2.1 膜丝材料的选择
测试的内容为在同一条件(运行条件和组件形式)下对不同厂家膜材料的出水通量和出水水质(浊度、PH、铁、锰、氨氮、亚硝酸盐氮等)进行分析，选择出符合水厂水质的膜。
2.2 运行方式的选择
测试内容为分别进行内外压的试验(内压采用柱式，外压采用浸没式)，查看膜通量和出水水质(浊度、PH、铁、锰、氨氮、亚硝酸盐氮等)，并进行数据分析。
3、超滤膜技术概念及特点
3.1 超滤膜技术概念
超滤膜技术是一种能够将我们宝贵的水资源进行净化和分离的膜分离技术，利用膜两侧的溶度差，使得水资源得到有效的净化处理，同时与传统的净化方式相比，超滤膜技术截留的分子量范围更广，所以该项技术处理过后的淡水资源更多并且饮用更加安全。同时其在治理生活污水和工程污水方面都可以取得较好的成果。
2.2 超滤膜技术的特点
超滤膜技术作为近几年的新兴的水资源净化技术，不同于传统的处理技术，减少了化学药剂的使用，避免了对淡水资源的破坏以及对生活及工程污水的二次污染，使得净化技术变得更加绿色。同时其工作设备采用先进的自动化设备，操作更加简单，在工作过程，较少了大量人力的参与，避免了工作事故的出现，增强了安全性。所用设备稳定性有了很大的改善，对于工程中污水含有强酸、强碱成分的部分，都能够进行彻底的处理，使得其对于生态环境污染的程度大大降低。而该项技术的使用价格低廉，适合推广使用。
3、提升超滤膜耐污染性的方法
3.1 原水预处理
在对水进行过滤前，应先对水进行预处理，即向水中投入适当的药剂，便于去除水中的有机物，从而在一定程度上减缓膜污染。研究发现，在进行超滤处理前，加入混凝剂能有效增加膜通量，这对增加渗透通量有很好的效果。在采用粉末活性炭超滤膜工艺处理水时，加入粉末活性炭不仅能避免膜受到污染，还能增加膜通量，具有一定的现实意义。此外，粉末炭会黏附在膜表面，形成滤饼层，进而起到防止污染的作用。
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3.2 膜清洗
清洗超滤膜能在一定程度上恢复膜的过滤功能，常见的清洗超滤膜的方法包括物理清洗和化学清洗。物理清洗的介质为水和气。利用最普通的水洗法可发现，先进行逆流冲洗后再正冲的效果好于单独正冲或反冲，且活性剂与超声波工艺的结合比单独使用一种方法的效果好。因此，在利用物理清洗法清洗超滤膜时，可将多种方式结合到一起使用。但无论采用哪种物理清洗方式，都只能除去超滤膜表面的污染物。因此，采用化学药剂清洗也是非常必要的。
3.3 其他方法
为了实现减缓膜污染的目的，可以优化膜分离的条件，比如温度、压力和流速等，从而有效提高超滤膜技术的使用效果。目前，虽然关于水处理的技术有很多，但都只是研究热点，真正广泛应用到实际中的技术较少。因此，还有很多工作需要进一步开展，并结合实际情况选择最合适的清洗方法。
4、超滤膜处理技术工艺简介
4.1 浸没式超滤工艺特点
采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件，具有良好的强度和韧性及优异的抗氧化、耐酸碱性能，使用寿命长;原水适应性强，超滤膜能有效去除水中细菌、病毒和悬浮颗粒，出水水质优良，能达到新的国家自来水标准。
4.2 压力(柱式)超滤工艺特点
与传统的预处理工艺相比，系统简单、操作方便、占地小、投资省;自动化程度高，可自动实现产水及清洗。总的来说，由于浸没式超滤对预处理的要求较低、耐冲击负荷能力强，因此应用于污染较严重的水质处理和规模较大工程时，更具优势。而柱式的膜通量高于浸没式，单位时间内生产的水量也远大于浸没式。
5、超滤膜技术应用中存在的问题
5.1 气动阀的开关速度
超滤膜系统的气动阀需要经常开、关，但在开启气动阀时会发出较大的响声。为了更好地解决该问题，需要经常性地调整气动阀上的消音器，控制阀门开、关的速度，从而保证阀门的开、关速度处在正常范围内。
5.2 膜通量和透水率的恢复
在超滤膜运行一段时间后，截留物会在膜上堆积，进而影响膜的透水率和膜通量。因此，除了采用普通的气洗方法外，还需要采用恢复性清洗的方式。在用质量浓度为500mg/L的氯酸钠气洗，再用质量分数为0.7%的盐酸溶液浸泡后发现，恢复效果不持久。此时，需要更换清洗药剂，可用质量分数为1%的柠檬酸与质量分数为0.7%的盐酸混合浸泡膜组，其恢复效果较好，清洗效果较为理想。
5.3 气洗程序和冲洗气量
在传统的设计气洗程序中，11个膜组是单独设计的。由于阀门的开、关速度存在差异，在运行过程中会出现2个或多个膜组同时气洗的情况，进而导致气洗流量较小，影响了气洗的质量。为了更好地解决该问题，需要优化气洗程序，保证所有膜组参与到气洗中，且在上一个膜组气洗时，下一个膜组要呈等待状态，从而保障各个膜组的冲洗气量，提高超滤膜的清洗效果。在采用阀门调节出水时，应选用灵敏度较高的阀门。在悬着真空装置时，必须通过管径严格计算真空泵的能力，并留有一定的余量。针对原水水质的不同，前端的预处理起着重要的作用。因此，应选择合适的预处理工艺，以保证膜系统的稳定运行和缓解膜污染。
6、超滤膜工艺处理能力分析
6.1 出水水质数据
采用超滤膜改造传统水厂最大优势就是超滤膜的出水水质优势，可以说新的饮用水106项标准直接催生了超滤工艺用于自来水厂的工艺改革。分析就原水中的主要污染物对两种工艺的出水水质优劣及各项目的去除率进行对比分析。
6.2 浊度处理效果
浊度一直以来都是饮用水生产中关注的主要指标之一，能够反应水中部分颗粒物和胶体物质。浑浊度的去除代表水中泥土、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物质的减少。
6.3 氨氮去除效果
微污染原水中的氨氮是饮用水处理中的一个技术难点，超滤膜不仅能够截留原水中的悬浮固体，同时氨氮处理也有有一定效果。超滤工艺对氨氮的去除效果十分有限，但试验过程中，通过人为的对超滤前投加一定量的次氯酸钠，这样既保证了超滤出水的余氯要求，又一定程度上降低了超滤的出水氨氮水平，始终能完全达到新的水质指标。
7、结语
超滤膜技术在环境工程水处理中如今已经被广泛地使用，在我们生活的各个方面都发挥其不可忽视的重要作用，因为其技术作用广泛，设备使用价格低廉，设备操作智能化等各项优点，已经成为环境工程污水处理及饮用水净化的重要技术，同时其更加绿色环保的技术特点，有利于生态资源的保护工作的展开。
参考文献
[1]张艳.浸没式超滤膜处理含藻水及膜污染控制研究[D].哈尔滨工业大学,2011.
[2]瞿芳术.超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[D].哈尔滨工业大学,2012.
[3]王建龙,刘海洋.放射性废水的膜处理技术研究进展[J].环境科学学报,2013,10:2639-2656.
论文作者:勾洋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/12
标签：超滤膜论文; 超滤论文; 膜技术论文; 通量论文; 水质论文; 技术论文; 工艺论文; 《电力设备》2016年第14期论文;