自來(lái)水處理過(guò)程中反滲透工藝的使用研究

李小增++夏斌++徐廣林

摘 要：在目前的市場(chǎng)環(huán)境下，反滲透工藝是分離效果最好、能耗最小的技術(shù)。本文以自來(lái)水為原水，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)反滲透工藝中的各種技術(shù)在自來(lái)水處理中的良好作用進(jìn)行了論證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，反滲透工藝中的技術(shù)能夠從各個(gè)方面綜合起來(lái)對(duì)自來(lái)水進(jìn)行凈化，最終使得自來(lái)水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：自來(lái)水處理；反滲透工藝；使用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.050

在當(dāng)今社會(huì)，由于環(huán)境污染導(dǎo)致的酸雨、工業(yè)廢水的大量排放以及化肥農(nóng)藥等的過(guò)多使用，導(dǎo)致自來(lái)水水源的水質(zhì)受到影響，對(duì)人們的生命健康造成威脅。經(jīng)過(guò)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的不懈研究，反滲透凈水技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這對(duì)凈化水質(zhì)起到了巨大的推動(dòng)作用。

1 反滲透工藝

反滲透系統(tǒng)的基本原理是：利用半透膜的選擇截留作用，在比溶液滲透壓的壓力高的環(huán)境下，選擇只能透過(guò)水而無(wú)法透過(guò)其他物質(zhì)的半透膜，然后利用壓力強(qiáng)行分開(kāi)溶液中的溶劑和溶質(zhì)。換句話說(shuō)，就是將水中的細(xì)菌、微生物、溶解鹽以及有機(jī)物等祛除。由于膜污染在反滲透工藝中危害最大，因此最佳的反滲透膜應(yīng)該具備較強(qiáng)的能夠承受微生物和化學(xué)物品侵蝕的能力。只有如此，膜才能在溶劑和溶質(zhì)分離過(guò)程中在機(jī)械性能和分離性能方面表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，最終保證水質(zhì)。如此說(shuō)來(lái)，反滲透工藝一方面要實(shí)現(xiàn)反滲透脫鹽，另一方面還要進(jìn)行預(yù)先操作，使反滲透膜在運(yùn)行過(guò)程中滿足對(duì)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。本文采取實(shí)驗(yàn)的方式，將自來(lái)水作為原水，對(duì)反滲透工藝的強(qiáng)效凈化作用進(jìn)行論述。

2 反滲透凈水實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

本次實(shí)驗(yàn)主要包括三部分：第一部分為預(yù)處理，第二部分為反滲透脫鹽，第三部分為紫外線消毒。其中第一部分由超濾、活性炭吸附和精密過(guò)濾三個(gè)環(huán)節(jié)組成；第二部分的組件是兩支反滲透膜組件。設(shè)計(jì)方式為一級(jí)兩段，這種設(shè)計(jì)能夠提高水的利用效率。

本次實(shí)驗(yàn)的具體工藝為：先使用增壓泵，然后超濾，利用活性炭，再精濾，然后使用高壓泵，再進(jìn)行反滲透，然后進(jìn)行紫外線消毒，最終得出水質(zhì)合格的自來(lái)水。

2.2 實(shí)驗(yàn)器材

本次實(shí)驗(yàn)所需器材主要包括反滲透膜、超濾器、活性炭、紫外線消毒燈、電導(dǎo)率儀以及濁度儀。其中反滲透膜是由美國(guó)Dow Filmtec公司生產(chǎn)的，型號(hào)為TW30LE—4040；超濾器是由佛山市中舜機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的，型號(hào)為HDZ—050，切割分子量50000；活性炭是由江蘇竹溪活性炭有限公司生產(chǎn)的，型號(hào)為GH—9；紫外線消毒燈是由上海馳唐精密儀器制造有限公司生產(chǎn)的，功率為10W；電導(dǎo)率儀是由杭州聯(lián)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的，型號(hào)為DDS—12A；濁度儀是由無(wú)錫市光明濁度儀廠生產(chǎn)的，型號(hào)為H—STZ。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

選取實(shí)驗(yàn)條件差異較大的水進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定項(xiàng)目包括常規(guī)分析、污染指數(shù)分析、熒光光譜測(cè)定以及電導(dǎo)率測(cè)定。根據(jù)測(cè)定結(jié)果對(duì)反滲透工藝的凈水效果進(jìn)行判定和評(píng)價(jià)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 超濾的凈水功能較強(qiáng)

超濾作為反滲透的首要環(huán)節(jié)，將自來(lái)水與水中的細(xì)菌、微粒、分子較大的有機(jī)物以及絕大部分膠體等物質(zhì)強(qiáng)效隔離開(kāi)，使自來(lái)水由濁變清，降低了自來(lái)水的污濁度，而且使其與反滲透工藝對(duì)水濁度的要求相契合。在本次實(shí)驗(yàn)中，三組不同實(shí)驗(yàn)條件的自來(lái)水的濁度由原來(lái)的2.67、2.72、4.86下降到0.21、0.20、0.24，濁度要求符合1.0NTU的規(guī)定。而且在污染指數(shù)（FI）方面，原自來(lái)水的FI值大于7，而超濾產(chǎn)水的FI值為2.1，處于反滲透膜進(jìn)水的FI值區(qū)間之內(nèi)。

3.2 活性炭的吸附能力較強(qiáng)

活性炭主要是對(duì)自來(lái)水中的有機(jī)物以及水消毒之后殘留的氯進(jìn)行吸附。由于反滲透膜的主要材質(zhì)為聚酰胺，余氯會(huì)對(duì)反滲透膜的材質(zhì)進(jìn)行侵蝕和破壞，因此必須使用活性炭進(jìn)行吸附?；钚蕴繉?duì)余氯的吸附能力較強(qiáng)。在本次實(shí)驗(yàn)中，自來(lái)水的余氯濃度剛開(kāi)始為0.7mg/L，100h之后下降至0.6mg/L，300h之后下降至0.39mg/L。

3.3 反滲透的凈水功能強(qiáng)大

反滲透的凈水功能強(qiáng)大主要體現(xiàn)在脫鹽性能和產(chǎn)水流量?jī)煞矫?。在脫鹽性能方面，本次實(shí)驗(yàn)對(duì)操作壓力及水回收率進(jìn)行控制，然后分別對(duì)進(jìn)水和產(chǎn)水時(shí)電導(dǎo)率的變化進(jìn)行測(cè)量及記錄，由此能夠得出脫鹽率。本次實(shí)驗(yàn)中在500h之后，脫鹽率的起伏變化不大，處于94%及以上的狀態(tài)，充分證明了該反滲透膜在脫鹽率方面的優(yōu)勢(shì)。在產(chǎn)水流量方面，由于反滲透膜在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)逐漸受到污染，產(chǎn)水流量自然會(huì)逐步減少。而在本次實(shí)驗(yàn)中，由于預(yù)先進(jìn)行了處理，因此產(chǎn)水流量基本上處于較為平穩(wěn)的狀態(tài)。

3.4 紫外線的消毒能力較強(qiáng)

雖然從理論層面上來(lái)看，反滲透膜能夠?qū)⒆詠?lái)水中的微生物完全祛除，但由于是實(shí)際操作過(guò)程中一旦系統(tǒng)停止運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)極有可能產(chǎn)生細(xì)菌，這樣產(chǎn)出的水在有些情況下就無(wú)法不符合細(xì)菌學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，因此必須進(jìn)行紫外線消毒。在本次實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行紫外線消毒之后，產(chǎn)出的水經(jīng)過(guò)多次檢測(cè)，結(jié)果都沒(méi)有測(cè)出細(xì)菌，完全符合自來(lái)水的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

除此之外，還必須對(duì)反滲透膜進(jìn)行科學(xué)清洗。反滲透膜在利用過(guò)程中，因?yàn)榉N種原因會(huì)受到污染，而這會(huì)對(duì)脫鹽率等產(chǎn)生負(fù)面影響，因此必須進(jìn)行清洗。清洗要達(dá)到使反滲透膜的產(chǎn)水流量恢復(fù)到之前水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

由上述實(shí)驗(yàn)可以得出，通過(guò)超濾、吸附、過(guò)濾、脫鹽以及消毒之后，所產(chǎn)出的水在各項(xiàng)指標(biāo)方面均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，因此證明反滲透工藝在自來(lái)水處理中是非?？尚械摹?/p>

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