关键词：水利工程 环境保护 水处理 超滤膜技术
引言
超滤膜技术是指利用具有超滤膜结构的过滤装置，对生活生产用水进行一定的有效处理，使其品质得到很大的提升，以满足人们对水资源的使用需求。与传统的过滤技术相比，超滤膜具有更高的过滤精度，能够对水资源进行纳米级的过滤处理，将水中的各种微小杂质和有害物质有效去除，能够进一步改善水处理质量，这样可以提高水资源的重复利用率，在一定程度上可以有效解决水资源短缺的问题。
1 超滤膜技术原理及特点
1.1 超滤膜技术原理
超滤膜技术是一种通过高分子过滤膜将各种物质得到有效分离的技术。它的本质是借助压力分离溶液，溶剂和一些低分子量的溶质通过过滤膜，将高分子量的物质拦截，从而实现物质的分离。其主要是通过采用人工合成的高分子超滤膜，在一定压力的作用下，实现溶液中不同物质的有效分离，达到净化或浓缩溶液的目的。超滤是指过滤结构的孔径，介于微滤和纳滤之间，平均孔径为 3~100 nm，具体取决于所采用的过滤结构。一般来说，超滤膜技术的杂质去除率可高达 99.99%，能够快速、有效地过滤掉水资源中微小杂质和有害物质，是一种非常成熟的净化水资源的技术。同时，超滤膜还附带有一定的静电效果，通过电击可以去除水资源中的各种病原微生物，从而更好地净化水资源。
1.2 超滤膜技术特点
1）防止二次污染。超滤膜技术是一种物理净化方法，不使用化学药品和添加剂，相比于传统的净化技术，它更有效、更安全，在实际操作中可以提高水资源的净化率，同时也可以降低水资源被二次污染的概率，真正保证了水资源的质量。 2）稳定性高。超滤膜技术通过高分子过滤膜过滤水资源，高分子过滤膜的技术比较成熟，同时做到了无添加，从而超滤膜技术具有较强的稳定性。 3）自动化程度高。通过配套的超滤膜控制操作系统，可对整个设备进行自动控制和管理，可大大减少所需的操作人员数量。整个系统可靠性高，不需要人工频繁的维护和管理。 4）污水处理质量高。由于超滤膜孔的孔径都很小，所以在对水源的过滤过程中便可以充分地过滤到水中的大部分杂志，杂质去除率很高，甚至达到饮用水标准。 5）杂质去除率高。该技术主要利用高压的作用来实现物料的分离，过滤膜的化学性质起到过滤的作用，可以去除杂质，保证水处理的效果，而且该技术耐高温、耐高碱，使用过程相对稳定。
1）防止二次污染。超滤膜技术是一种物理净化方法，不使用化学药品和添加剂，相比于传统的净化技术，它更有效、更安全，在实际操作中可以提高水资源的净化率，同时也可以降低水资源被二次污染的概率，真正保证了水资源的质量。 2）稳定性高。超滤膜技术通过高分子过滤膜过滤水资源，高分子过滤膜的技术比较成熟，同时做到了无添加，从而超滤膜技术具有较强的稳定性。 3）自动化程度高。通过配套的超滤膜控制操作系统，可对整个设备进行自动控制和管理，可大大减少所需的操作人员数量。整个系统可靠性高，不需要人工频繁的维护和管理。 4）污水处理质量高。由于超滤膜孔的孔径都很小，所以在对水源的过滤过程中便可以充分地过滤到水中的大部分杂志，杂质去除率很高，甚至达到饮用水标准。 5）杂质去除率高。该技术主要利用高压的作用来实现物料的分离，过滤膜的化学性质起到过滤的作用，可以去除杂质，保证水处理的效果，而且该技术耐高温、耐高碱，使用过程相对稳定。
2 水处理过程中的超滤膜技术类型
2.1 膜分离处理技术
超滤膜分离处理技术的实现是建立在其所具有的选择渗透性基础上，能够有效地分离水中不同粒径的物质。用于水处理的超滤膜材料孔径一般在1~100 nm 范围内，可以满足水处理对孔径的要求。膜分离技术在海水淡化中得到广泛应用，有助于对当前淡水资源紧缺状况进行一定的改善，缓解经济发展过程中所遇到的水资源短缺问题。
2.2 超滤膜短流程处理技术
超滤膜短过程处理技术是指对整个水处理工艺进行科学合理的设计，将其有效集中于一定面积的构筑物内，整个处理过程相对紧凑和简单，自动化程度高。与传统膜处理技术相比，该技术在运行过程中的膜污染程度较低、整体造价也较少、水利用率更高以及占地面积较小，所以在生活与工业废水污水的处理中就会常用到超滤膜短过程处理这一技术，因为这一技术能够更全面、更有效地过滤废水中的各种各样的对人体、对环境有害离子，从而实现水资源净化的目的。但是，这种处理工艺并不适合处理严重被污染的废水，需要根据实际情况进行选择。
2.3 组合超滤膜处理技术
组合超滤膜处理技术就是将两种或两种以上的不同方式对污水过滤处理技术结合在一起，形成更科学的组合超滤膜过滤这一先进的污水过滤处理技术，从而充分发挥不同技术的优势，达到对复杂污水过滤的高质量、高效果的处理目的。把它与之前单一过滤技术来做比较的话，组合技术更能体现它在操作过程中的全面性，更能够体现组合超滤膜过滤技术具有更广泛的适用性，可以满足多种不同的水处理要求，进而实现水资源的高效处理。然而，各种技术的组合并不是简单地拼在一起，而是需要将不同的技术很好地连接起来，这就需要进行不断地摸索探究，开发不同的组合工艺来提高水处理水平。
3 超滤膜技术的具体应用
3.1 食品工业污水净化处理中的应用
食品工业的污水中含有大量的有机污染物，会造成不同程度的细菌污染。如果不进行科学合理的净化处理直接排放，将对自然环境造成非常严重的污染。同时，食品废水中所含的淀粉、酵母等物质也具有一定的回收利用价值。有效的回收可以给企业带来良好的经济效益。利用超滤膜技术对食品工业废水进行系统、综合的处理，既能彻底去除有机物，避免环境污染，又能回收可重复使用的有机物，从而提高企业的经济效益，促进食品工业的长远发展。
3.2 生活饮用水净化处理中的应用
饮用水质量是公众最关心的问题，因为饮用水质量关系到公众健康和每个人的个人利益。然而，从我国的现状来看，我国的水源污染现象不断加剧，新水资源和水质问题将更加明显。可以清楚地理解，这种污染现象将对公众的日常饮用水造成极大的危害。如果不能合理有效的处理，最终的现象将是非常严重的。为了有效地处理这种现象，应将超滤膜技术应用于水的净化处理。当超滤膜技术应用于生活用水的净化处理时，可以促进生活用水中各种原始动物、细菌等有害物质的最彻底去除。此外，它还将处理生活用水中的一些致病微生物和纯天然有机物。
经过这一系列的处理操作，一般都能达到非常满意的效果，最大程度上满足了公众对饮用水水质的需求。超滤膜技术具有较高的水处理质量，将其应用于居民饮用水的处理中，可取得良好的效果，为居民饮用水安全提供了可靠的保障。通过超滤膜的过滤分离之后，能够将水中存在的固体、絮状物以及重金属离子等有害物质进行完全去除，并且对于水中粒径更小的各种有害微生物也能进行有效去除，进而达到安全饮用的标准。同时，通过将膜处理技术与CASS 进行有机结合，还能对各种生活污水进行不低于 90%的处理，进而能够在一定程度上提高水资源的利用率，实现节约用水的目的。
如图 1 所示，就生活污水来说一般成分都比较稳定，各地都差不多，确定规模和进水水质之后，就可以按照下面的流程来进行处理。
3.3 工业电镀废水净化处理中的应用
电镀废水中含有大量有害的金属离子，例如，镉和镍，其会对植物和人体健康造成非常严重的威胁。
对于工业电镀废水，传统的电解处理方法的处理效果非常有限，且其处理成本非常高，不利于电镀企业的可持续发展。通过有效应用膜处理技术处理工业电镀废水，有机碳去除率高达 85%，各种有害金属离子也能得到有效去除，为电镀工业的健康发展提供了可靠的保障。
3.4 海水淡化净化处理中的应用
随着水资源短缺问题的日益严重，发展海水淡化技术迫在眉睫，其中所采用的电渗技术由于回收率较低的问题并没有在更大的范围内进行推广应用。超滤膜特殊的中空纤维结构在海水处理过程中具有明显的优势，将其与反渗透技术进行组合共同应用于海水处理工作中，能够大大提高海水淡化装置的处理能力。超滤膜在处理海水的过程中，表现出了更高的分离和物化性能，经过淡化处理后的海水水质更优，能够直接进行应用，而不需要进行更进一步的处理。
4 结语
现在社会的快速发展致使水资源污染严重和短缺，一项成熟的环境工程水处理技术是非常被需要的，对于目前复杂的被污染水资源，我们应该加大投入力度，更好地开发超滤膜技术，将超滤膜技术更好地应用在水利工程水处理中，对于饮用水净化、城市污水处理等各种需求，选择不一样的处理手段，以此达到最优异的处理效果，为人们提供更多优质的水资源。
原标题：超滤膜技术在水利工程中的应用
原作者：张宏斌
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