超濾膜技術(shù)在農(nóng)村飲水安全工程中的探索

劉云貴

【摘 要】我國是一個農(nóng)業(yè)大國，也是一個發(fā)展中大國，有70%以上的人口居住在農(nóng)村，鞏固提升農(nóng)村飲水安全是水利工程的重要內(nèi)容之一。為了更好地推動超濾膜技術(shù)的發(fā)展，論文從多個角度對其進行了分析，以期加快飲水安全工作的發(fā)展。

【Abstract】Our country is a big agricultural country and a big developing country in the world. More than 70% of the population live in the countryside. Improving the drink water safety is one of the important context of water conservancy engineering. In order to better promote the development of ultrafiltration membrane technology， paper analyzes this technology from several aspects， in order to speed up the development of drinking water safety work.

【關(guān)鍵詞】超濾膜；安全飲水；探索

【Keywords】ultrafiltration membrane； safe drinking water； explore

【中圖分類號】TV5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0162-02

1 引言

農(nóng)村飲水安全關(guān)系到千家萬戶，是各級水利工作的重點之一。按照全面建成小康社會、打贏脫貧攻堅戰(zhàn)的總體要求，在“十三五”期間，紅河州進行了涉及71萬人的飲水安全鞏固提升工程。主要依托水庫、塘壩等穩(wěn)定水源，通過延伸供水管網(wǎng)，擴大供水范圍，推進城鄉(xiāng)供水一體化；在人口相對集中，有水源條件的平壩區(qū)，興建一批跨村鎮(zhèn)聯(lián)片規(guī)?；泄┧こ?，推進聯(lián)村并網(wǎng)集中供水，力爭每個縣市打造1至2件1000m3/d規(guī)模以上的集中供水工程，全州建成3158件200m3/d規(guī)模以上的集中供水工程；在人口居住分散的山區(qū)、半山區(qū)，實施約3萬件小型集中供水和分散式供水工程進行鞏固提升，從而進一步提高農(nóng)村飲水安全保障程度和質(zhì)量。本文結(jié)合近幾年的人畜飲水安全工程實施情況，對超濾膜在元陽縣紙廠水廠水質(zhì)處理進行論述，分析超濾膜技術(shù)在飲水安全工程中應(yīng)用前景。

2 超濾膜技術(shù)的優(yōu)點

2.1 出水微生物的安全性高

超濾膜的孔徑通常為0.001～0.02 μm，能有效地過濾水中的微生物，并減少消毒劑的使用量。因此，應(yīng)用超濾膜技術(shù)可極大地優(yōu)化水質(zhì)。

2.2 水質(zhì)好，混凝劑投放少

在水處理中應(yīng)用超濾膜技術(shù)能夠高效地去除水中的懸浮物和降低濁度，且無視水體的化學(xué)特性，產(chǎn)水濁度通常能達(dá)到0.1 NTU 以下。此外，應(yīng)用超濾膜技術(shù)還能極大地減少混凝劑的使用量，在原水水質(zhì)允許的情況下，甚至可以不投放混凝劑，從而避免其污染凈水。

2.3 操控性能強大

通常情況下，超濾膜技術(shù)采用自動化PLC 控制形式，能實現(xiàn)自調(diào)整和自適應(yīng)。因其操作界面可視化，極大地降低了操作難度，操作人員只需要經(jīng)過簡單的學(xué)習(xí)，就能輕松操作該系統(tǒng)。

2.4 造價低廉，易于改造

對于現(xiàn)已經(jīng)投入使用的凈水系統(tǒng)，應(yīng)用超濾膜技術(shù)時并不需要改造，只需要在原有的凈水系統(tǒng)中加入超濾膜組件即可。

2.5 與其他單元的組合較為簡單

超濾膜技術(shù)能與化學(xué)預(yù)氧化、強化混凝、活性炭吸附等工藝組合在一起，從而去除水中的有機物。此外，有機物的去除還對氯胺的消毒副產(chǎn)物起到了有效的控制作用。

3 工程背景

元陽紙廠水廠工程規(guī)模的確定按照《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》（SL 687-2014）確定具體的工程規(guī)模為5000m3/d，屬于規(guī)?；┧こ挞蛐?。

新建輸水管道571.75m，配水主管20200.86m，其中嘎娘鄉(xiāng)10125.01m，上新城鄉(xiāng)10075.85m；新建配水支管69233.74m，其中嘎娘鄉(xiāng)16635.78m，上新城鄉(xiāng)52597.96m；改造村內(nèi)供水管網(wǎng)長129840m，其中嘎娘鄉(xiāng)66040m，上新城鄉(xiāng)63800m。嘎娘鄉(xiāng)新建水池200m31座，120m32座，50m31座，上新城鄉(xiāng)新建水池100m33座。紙廠村排污工程新建濾池及消毒池各1座，混凝土暗涵2459m。

4 水處理工藝

4.1 工藝流程

工程采用超濾膜技術(shù)處理設(shè)計 ，工藝流程為：原水→引水管→超濾膜凈水設(shè)備→用戶。

4.2 超濾設(shè)備組成

超濾膜設(shè)備是以超濾膜組件為核心過濾部件，在同一機架內(nèi)整合了反洗泵、預(yù)過濾器、計量泵、管道、閥門、儀表及控制柜的，并能獨立工作的單元裝置。通過控制柜內(nèi)部安裝的PLC，自動控制水泵、自動閥門的工作狀態(tài)，實現(xiàn)“膜過濾、膜反沖洗、膜待機”等工藝過程的自動化。

①超濾膜組件

超濾膜可用于除去水中的懸浮微粒、膠體、微生物等。在水壓的作用下水分子及小分子物質(zhì)透過超濾膜，水中的懸浮微粒、膠體、微生物等則被截留在超濾膜的內(nèi)表面。由于絕大多數(shù)細(xì)菌和微生物的直徑都大于 0.1 微米，比超濾膜孔徑大 10 倍以上，因此超濾膜能有效截留細(xì)菌、病毒等，從而產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)良。

經(jīng)過一段時間的過濾，超濾膜上截留物會越來越多，為了維持超濾組件產(chǎn)水量的穩(wěn)定，要定期進行水反洗，通過反洗使超濾膜產(chǎn)水通量得以恢復(fù)。

②反洗系統(tǒng)

反洗系統(tǒng)的主要作用是通過水的沖洗除去超濾表面的截留物，使超濾膜產(chǎn)水通量得以恢復(fù)。反洗系統(tǒng)由反洗泵和反洗水箱組成。endprint

③原水預(yù)過濾器

原水預(yù)過濾器的主要作用是過濾掉原水中的較大懸浮物等雜物，保證膜進水中沒有對膜有損傷的雜物。

④化學(xué)清洗系統(tǒng)

超濾水反洗并不能完全去除超濾表面的截留物，隨著長時間的運行，當(dāng)水反沖洗無法去除的截留物越來越多時，需要通過化學(xué)清洗系統(tǒng)加藥循環(huán)清洗才能去除?；瘜W(xué)清洗系統(tǒng)包括化學(xué)清洗泵、化學(xué)清洗水箱。采用的藥劑包括次氯酸鈉、NaOH和檸檬酸。

4.3 凈水系統(tǒng)

①過濾：原水從原水口A進入超濾膜，懸浮微粒、膠體、微生物、細(xì)菌等被超濾膜所截留，凈水從產(chǎn)水口C進入后繼工藝。

②反洗：經(jīng)過一段時間的過濾，超濾膜內(nèi)壁上的截留物會越來越多，為了維持超濾組件產(chǎn)水量的穩(wěn)定，要定期進行反洗使超濾膜產(chǎn)水通量得以恢復(fù)。反洗水從產(chǎn)水口C進入，透過超濾膜后將污染物帶出并通過原水口A和濃水口B排出。

③維護性清洗：為了延長化學(xué)清洗周期，使超濾膜的通量維持在一個穩(wěn)定的水平，通?？筛鶕?jù)需要在反洗水中加入NaClO來進行化學(xué)反沖洗，通常濃度為100～200ppm，浸泡時間為 15～30min。維護性清洗周期為 7～14d。

④化學(xué)清洗：化學(xué)清洗又稱為恢復(fù)性清洗，通過化學(xué)清洗可以使通量得以徹底恢復(fù)，清洗周期一般為 4～6 個月，具體時間根據(jù)具體進水水質(zhì)、運行情況而定?；瘜W(xué)清洗通常通過化學(xué)清洗循環(huán)泵，常用藥劑為NaClO、HCl、NaOH。

⑤完整性檢測分為直接完整性檢測以及間接完整性檢測。間接完整性檢測主要是通過在線顆粒計數(shù)儀、在線濁度儀等，通過水質(zhì)狀況反應(yīng)膜組件完整情況；直接完整性檢測，主要是通過向內(nèi)壓膜組件膜絲內(nèi)側(cè)通入壓縮空氣，在 0.1MPa壓力下保壓，通過觀察每個膜組件上方產(chǎn)水管透明段，如果有氣泡則說明膜泄露。

5 水質(zhì)檢測試驗結(jié)果

為了檢驗超濾膜的凈化處理效果，在項目實施前，需要安裝一套設(shè)備取樣做試驗，測試處理結(jié)果是否滿足要求。 根據(jù)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進行檢驗，在原水檢驗項目的33項中，渾濁度、菌落總數(shù)、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌4項不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過超濾膜一次凈化處理后，所檢驗33項目均達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

超濾膜技術(shù)具有安全性高、水質(zhì)穩(wěn)定的特點，在飲水安全工程中具有非常廣闊的發(fā)展前景。

【參考文獻(xiàn)】

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