摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步。本文从超滤薄膜的应用情况出发，对超滤技术在水处理中的应用进展进行了研究，阐述了组成超滤系统的四个部分，从超滤水处理系统的优化设计方法、优化设计对象以及优化设计需要考虑的关键问题等方面进行了分析。
关键词：超滤；水处理；优化设计
引言
随着我国经济建设成果的不断累积、人民生活水平的显著提高，政府与民众对于水污染的治理也日益重视。就传统水处理技术而言，在污水中投放净化剂等化学制品进行清洁，容易导致水资源的二次污染，此外，投放的净化剂也需要进行清洁，提高了水处理工作的难度。
1超滤膜技术概述
在当前水环境处理中，超滤膜技术属于应用十分广泛的一种，其属于膜分离处理方式中的一种，这一技术的作用主要就是实现有效分离目标液体，并且能够实现液体净化及浓缩，在此基础上也就能够使水处理得到理想的效果，在目前有着越来越广泛的应用范围。在当前超滤膜技术实际应用方面，由于处于微滤与纳滤之前，可将悬浮颗粒以及胶体物质过滤，可有效去除水环境中细菌及病毒，也就能够实现理想的环境水处理。在目前环境水处理方面，超滤膜技术的应用相比于传统水处理方式表现出明显优势，并且在实际应用中具有明显的特点，具体而言，其特点主要体现在以下几个方面。
首先，超滤膜技术在去除杂质方面具有较高效率。在环境水处理中，对于超滤膜技术的应用，其最根本需求及目的就是将水资源中杂质去除，而该技术的应用确实表现出明显的优势及作用，可使过滤之后所得到的水质实现有效提升，可使水环境中所残留杂质明显减少，通常情况下利用超滤膜技术进行水处理能够使精度达到99%之上，基本上水环境中的所有悬浮物、胶体以及细菌等均能够将其有效去除，可取得比较理想的处理效果。
其次，超滤膜技术的应用可有效避免出现二次污染。在当前环境水处理方面，对于超滤膜技术的应用而言，其在实际应用中相比于传统技术表现出的一个明显优势就是不需要使用化学药物，在不加入另外其他添加剂的情况下，也能够得到比较理想的去除及过滤效果，这样一来，也就能够有效避免二次污染情况的产生，可使水环境处理取得更加理想的效果，而这一点也是传统水处理方式无法实现的。
再次，超滤膜技术实际应用相对比较简单。在环境水处理过程中，对于超滤膜技术应用而言，并不需要实行比较复杂的控制及操作，只需要开启及关闭等一些简单操作便能够将水处理完成，在这种方式下也就能够使超滤膜技术应用的便捷性取得更加理想的效果，所需要的相关操作比较简单，也就更加容易使相关技术人员掌握，基于此也就能够使水处理取得更加理想的效果。
2超滤水处理系统优化设计思路分析
超滤系统和其他水处理系统一样，都有多种工艺可以选择，在实际过滤处理过程中，对其过滤工艺进行研究和改善最终能够得到一套合理的设计方案。通常的设计思路都是以单位时间内所过滤的水量以及过滤后的水体质量为设计目标。在这种设计思路下，只要考虑过滤后水流量大小以及水质是否符合规定要求即可。这种设计思路对于超滤的工艺流程制定和工艺参数选取仅仅是满足其可行性原则，并没有进行优化设计。
2.1优化设计方法
鉴于上述分析，对超滤工艺流程和工艺参数进行优化设计可以增加产水量、提高水质、减少成本，对超滤企业来讲非常重要。对超滤工艺流程和参数进行优化最好的方法是数学规划法，通过建立数学模型来进行优化计算，通过计算结果来衡量超滤工艺的优劣，再将工艺流程中的参数量化，改变参数以计算出最优的结果。
2.2优化设计对象
上文已经阐述了超滤系统的组成结构，不难看出超滤薄膜是超滤系统中最核心的组件。
随着超滤过程的进行，超滤薄膜的通量会因为杂质的污染而出现明显下降，膜性也会发生变化，同时膜组件的清洗又会使膜组件发生损耗现象。因此需要对超滤系统进行有效的设计，对膜组件流程结构和系统参数进行优化，以得到一个高效运行的超滤系统。
2.3关于超滤系统的膜组件污染模型
由于超滤系统进行水处理的过程中有效地进行膜组件的更换时机和膜组件清理工作是至关重要的。在膜组件开始工作时，可以保持良好的状态，但工作一段时间之后，由于膜的性质在不断地衰减。便会对超滤系统的水处理工作带来一定的影响。因此，要对其进行相应的更换和定期的清洗工作。保证其最大程度地恢复。另外，为了保证其进料液的流量，相应地会增加压力。因此，在对于水质、操作压力、透水量等相关参数的变化限度要高度重视。
3环境水处理中超滤膜技术的具体应用
3.1城市污水处理中超滤膜技术的应用
在目前我国城市化建设不断加快的背景下，由于城市规模不断扩大，并且城市人口越来越多，也就导致城市污水排放也就越来越多，环境水处理中城市污水处理也就成为十分重要的一项内容。对于城市污水而言，其污染程度相对而言比较小，通过城市污水的回收利用能够使目前水资源缺乏情况得到一定程度缓解，因而在城市污水的回收利用中超滤膜技术有着比较广泛的应用，在超滤膜技术应用的基础上，可使城市中的各种类型常见污水实现有效过滤，并且还能够消除城市污水中危害人们生命健康的相关物质及微生物，也就能够保证排放之后所得到的污染不但能够符合相关标准，同时可通过自来水厂后续处理实现再次循环利用，也就能够使水资源的循环利用得以实现，使水资源的利用率实现有效提升，满足环境保护的实际需求。
3.2在日常饮用水中的应用
近年来，我国工业快速发展，虽然促进了国家经济的发展，但环境问题也接踵而至，影响着人类的日常生活，尤其是水污染问题，是现阶段国家极为重视的问题，因此，日常饮用水的净化是水处理过程中的重要一环。在实际的水处理操作中，超滤膜技术主要以粉末活性炭—超滤膜联合工艺和混凝—超滤组合工艺对饮用水进行二次清洁，以达到深度净化水资源的程度。
3.3针对工业污水处理的具体应用
关于工业污水的产生路径，化工生产和食品加工都有可能造成水资源的污染，为了尽可能减少水污染带来的环境破坏和经济损失，超滤膜技术开始被应用在污水处理工作中。对于食品加工污水的处理来讲，可以利用超滤膜技术实现对于水中杂质的排除，同时达到提取有用物质的目的。对于工业污水处理来讲，超滤膜技术能够通过污染物质中的杂质的有效分离，以最快的速度实现污水的有效处理，从而排除杂质，净化水资源。工业废水以电镀废水、含油废水为主要的类型。在具体处理的过程中，电镀废水的处理工作重点在于分离水资源中的金属离子。例如铜、镍、镉等元素。而对于含油废水来讲，则主要的处理目标在于降低中分子含量，主要运用的技术原理和方法是溶质渗透法。
3.4?城市污水的回收利用
随着城市化进程的不断加快，人口数量不断上升，污水排放量也随之升高，必须采取有效的水处理措施加以解决，才不会造成大量水资源的浪费。因此，加强城市污水的回收利用迫在眉睫。将超滤膜技术引入到城市污水处理和回收利用中，可以对城市污水资源进行有效地过滤和处理，为我国城市水资源的保护和节约创造良好的条件。
结语
本文对超滤在水处理中的应用研究进展做了阐述，超滤系统组成进行了介绍，提出了超滤水处理系统优化设计思路。
参考文献
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