淺析超濾膜深度處理技術在自來水廠中的應用

沈春燕

(上海同盛水務有限公司,上海 201303)

淺析超濾膜深度處理技術在自來水廠中的應用

沈春燕

(上海同盛水務有限公司,上海 201303)

近些年來,由于工業(yè)污染,造成了水體破壞。為了給居民提供安全的飲用水,在供水過程中,需要對水體進行處理。而在水體成分處理的環(huán)節(jié)中,水廠發(fā)揮著重要的作用。由于國家政策的扶持,自來水走進了千家萬戶。自來水廠的供水質量直接影響著居民的生活水平,長期飲用不健康的水,會給人們的身體健康造成重大的傷害。因此,對于自來水廠來說,應該嚴格保證供水質量。在供水過程中,為了提供清潔的自來水,需要除去水體內的雜物,保證供水的質量。在現(xiàn)代的水廠中,超濾膜深度處理工藝已經廣泛應用于自來水處理過程中,發(fā)揮著超強的凈水功能,能高效除去自來水中的雜質,保障居民生活用水健康。本文將對超濾膜深度處理工藝進行詳細的介紹與說明。

超濾膜 滲透性 濾后水 水體質量 混濁度 粉末活性炭

近些年來，由于工業(yè)廢水以及居民生活垃圾的隨意排放，造成了水體資源的破壞，整個水體質量嚴重的下降。隨著水中有機物的含量增加，造成了水體的富營養(yǎng)化，各個湖泊都出現(xiàn)了水體質量下降的現(xiàn)象。特別是發(fā)生在太湖的藍藻事件，其影響程度更大。由于水中磷化物含量過多，造成了湖中藻類植物大量生長，從而使得水質明顯下降，造成了周圍居民用水緊張的問題，一時間，周圍的城市居民陷入了水荒的困境。為了改善解決藍藻危害，緩解城市居民用水緊張的問題，政府采取了一系列措施。其中，水廠發(fā)揮著重要的作用。為了保證居民用水的質量，自來水廠采取了多種凈水處理措施。特別是超濾膜深度處理工藝，在凈水中發(fā)揮著顯著的作用，能夠明顯改善水質問題，給居民提供安全、健康的生活用水。本文采用超濾膜深度處理工藝凈化水質，幫助大家更好地了解此項工藝。

1 水處理工藝

1.1 工藝流程

在自來水廠的供水過程中，為了保證居民的用水質量，通常需要對水體進行處理，除去水體內的雜質，凈化水體，從而為居民提供健康安全的生活飲用水。由于水體內所含的雜質成分不同，相應的其大小、體積以及通透性也存在不同的差異。在實際的應用中，根據(jù)不同成分的滲透性大小，從而將雜質除去，達到凈水功能。超濾膜深度處理工藝就是根據(jù)水體雜質的這一特性，而被廣泛應用于自來水廠凈水環(huán)節(jié)中。超濾膜深度處理工藝在凈水過程中具有明顯的優(yōu)勢，能夠將水體中的雜質全部除去，保證整個水體的質量。某自來水廠采用超濾膜深度處理工藝對污染的湖水進行處理，初步計劃每天的處理水量約為兩百立方米。整個裝置核心成分采用PVDF型的中空纖維膜作為超濾膜，超濾膜的孔徑設置為零點零二納米。

表1 超濾膜裝置進水水質情況

1.2 工藝用水

由于本次主要是采用超濾膜深度處理工藝對湖水水質進行處理，因此所選的用水全部來自被藻類污染的湖水。在整個工藝過程之中，經過超濾膜裝置的水為濾后水或者沉后水。為了更好的進行說明，對濾后水和沉后水的水質情況記錄如表1所示。

1.3 工藝材料

在超濾膜深度處理工藝中，為了達到預期的凈水目的，通常還要采用一定的凈水材料。其中使用最多的為粉末活性炭。由于活性炭主要起著吸附雜質的作用，不同成分的活性炭，其吸附能力各有不同。在整個工藝中，為了提高凈水功能，對于選用的粉末活性炭的物理和化學參數(shù)都有一定的要求。一般情況下，所選用的粉末活性炭應當達到如下要求:其中每克粉末活性的碘含量不得低于九百五十八毫克，每克粉末活性炭的亞基藍的吸附值不得低于一百八十毫克。PH值為介于六到八之間，水分含量不超過百分之三，石灰含量不超過百分之八。

1.4 分析方法

表2 超濾膜和常規(guī)技術凈水效能的對比

為了能夠準確對超濾膜深度處理工藝的凈水能力，需要采用合理的分析方法。通常情況下，主要采用濁度儀檢測水體的濁度，用二氮雜菲分光度法和原子吸收法檢測水體中的鐵元素的總含量，用有機碳分析儀檢測碳含量，用管道流量計對超濾膜的膜通量進行檢測。

2 超濾膜深度處理技術的凈化效能分析

2.1 超濾膜深度處理技術凈化效能

超濾膜是根據(jù)物質通透性大小不同而設計的，不同的物質因為其通透性不一樣，經過超濾膜時，其表現(xiàn)會存在一定的差距。由于超濾膜的孔徑較小，體積較大的雜質難以通過，這就使得污染的水體初步達到凈水能力。為了保證水體的質量，需要經過多次反復的過濾，最終才能將水體內的雜質全部除凈。由于濾后水和沉后水中所含的雜質不一樣，其濁度、總鐵含量各有不同。當分別使用濾后水和沉后水作為進水時，經過超濾膜裝置后，其檢測結果會有明顯的區(qū)別。當進水為濾后水時，單位時間和單位面積內經過超濾膜的膜通量為四十四點三二升，水中渾濁度凈化能力可以達到百分之百，并且能夠將水中百分之五十五點四的鐵元素除去，此外，鐵元素的通透性較小，鐵含量越多，除去的越多;當進水為沉后水時，單位時間和單位面積內經過超濾膜的膜通量為六十一升，水中渾濁度凈化能力可以達到百分之九十八，能夠除去的鐵含量為百分之六十八點九。

由于超濾膜裝置的通透性可能會受到許多外來因素的影響，為了保證超濾膜發(fā)揮最大的功能，應當盡量減少無關因素的干擾。對于膜兩側的物質，要想使得發(fā)揮滲透作用，膜兩側必須存在一定的濃度差和壓力差，只要膜的兩側存在一定的壓力差和濃度差，才能推動膜兩側物質的運動，進而達到濾過、凈化的作用。在超濾膜裝置中，最重要的是對膜通量進行合理的設置，不同的膜通量，其檢測結果往往不同，相應地凈水能力就存在一定的差異。通常情況下，要想提高超濾膜的凈水能力，一般當以濾過水為進水時，單位時間和單位面積內其膜通量最低不得低于七十升，最高不得高于八十升;當超濾膜的進水為沉后水時，單位時間和單位面積內膜通量的最低值不得低于五十升，最高值不得高于六十升。

圖1 超濾膜—粉末活性炭組合工藝凈化效能(以濾后水作為進水)

圖2 超濾膜—粉末活性炭組合工藝凈化效能(以沉后水作為進水)

2.2 運行過程中膜通量的變化

在超濾膜深度處理工藝中，隨著跨膜壓的變化，其膜通量也會發(fā)生一定的變化。隨著超濾膜發(fā)生滲透作用，當兩側的壓力相等時，跨膜壓就會減小。此外，進水的成分不同，其跨膜壓差也不一樣。當進水為濾后水時，跨膜壓在十六千帕和五十五千帕之間變動時，單位時間內的膜通量能夠達到一百零六升。由于超濾膜的通過性和膜通量有關，當膜通量過大時，反而會降低超濾膜的通透性。只有將膜通量控制在一定的范圍內，才能發(fā)揮超濾膜最大活性。進水為濾后水時，當單位時間和單位體積內的膜通量達到一百零六時，再增加膜通量，反而會影響超濾膜凈水能力的發(fā)揮。同樣，當進水為沉后水時，跨膜壓在二十八千帕和四十八千帕范圍內變動時，單位時間和單位面積內的膜通量的最大值為七十六升。此時，不能再增加膜通量，否則會導致超濾膜凈化能力的降低。

2.3 超濾膜的清洗

由于超濾膜的孔徑較小，長時間的用于凈水處理時，當水體中的雜質孔徑和超濾膜孔徑相同時，就可能阻塞超濾膜。因此，對于超濾膜裝置，應當定期清洗，清除超濾膜孔內的阻塞物。在超濾膜的清洗過程中，也要掌握正確的方法。不恰當?shù)那逑捶椒ú粌H不會出去超濾膜上的雜質，相反還會縮短超濾膜的使用壽命，造成一定的經濟損失。在超濾膜清洗過程中，通常采用反清洗的清洗方式。反沖洗方式主要利用跨膜壓的原理對超濾膜進行清洗。

2.4 超濾膜—粉末活性炭組合工藝凈化效能

在超濾膜深度處理工藝中，另外一個重要的成分為活性炭成分。由于活性炭具有很好的吸附能力，能夠吸附水體中的雜質，因此在凈水處理中得到廣泛的使用。超濾膜和活性炭組合起來，能夠將水體中的有機物清除干凈，達到凈水的作用。其除去效果見圖1、圖2。

3 超濾膜和常規(guī)技術凈水效能的對比分析

和常規(guī)工藝凈水效能相比，超濾膜深度處理工藝具有明顯的優(yōu)勢，能夠除去水體內的雜物，改善水體的濁度。此外，當進水的水質不同時，其精華能力也不同。而對于常規(guī)的凈水工藝，無論進水的水質是否有差距，其凈化效果的差距都不大。因此，在實際生產中，為了根據(jù)滿足需要，應當采用超濾膜深度處理工藝，從而提高凈水能力，保證供水質量，為居民提供健康安全的生活用水。超濾膜和常規(guī)工藝凈水效能的比較如表2所示。

4 結語

綜上所述，我們可以發(fā)現(xiàn)，在對污染水體處理過程中，超濾膜深度處理工藝具有明顯的優(yōu)勢，它不僅可以除去污染水體內的雜質，同時還能根據(jù)水體的具體情況進行處理。因此，在未來的發(fā)展中，我們應當不斷創(chuàng)新、不斷改進，促進這項技術更好的發(fā)展，從而解決水體污染問題，保護人類的生命之源。

[1]劉昌勝,鄔行彥,潘德維,林劍.膜的污染及其清洗[J].膜科學與技術,2013(02).