水廠納濾工藝的運(yùn)用分析與研究

王維新

（江蘇碧水源環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇 無錫 214028）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對自身健康和環(huán)境衛(wèi)生等問題越來越重視。我國人口眾多，對水資源的需求量非常大。各大城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至村莊的居民用水基本來自自來水廠，自來水廠已經(jīng)成為居民用水的重要處理和中轉(zhuǎn)基地，其水質(zhì)問題直接影響人們的身體健康[1]。另外，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展通常都會伴隨環(huán)境污染，如今我國環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，特別是水污染問題比較突出。自來水廠作為居民飲用水的直接來源，需要保證自來水的質(zhì)量安全問題。面對水源污染，自來水廠在水處理工藝方面受到越來越大的挑戰(zhàn)，特別是以有機(jī)污染為主的微污染非常難處理，常規(guī)的水處理工藝基本無法過濾掉這些有害物質(zhì)。資料顯示，我國飲用水的微生物超標(biāo)嚴(yán)重，細(xì)菌飲用水總數(shù)超過100個/mL的占39.1%?？梢哉f，飲用水的微生物污染比較嚴(yán)重，其水質(zhì)安全備受質(zhì)疑，為了確保水質(zhì)的安全，提高水資源的利用效率，自來水廠和科研人員要不斷優(yōu)化水處理工藝，盡可能去除水中的雜質(zhì)、色度、濁度和微污染等。

常規(guī)自來水廠水處理工藝為：首先對原水實(shí)施反應(yīng)處理，去除水中的大顆粒團(tuán)，然后對原水實(shí)施沉淀和排泥處理，接著將水引入氣水反沖洗濾池中進(jìn)行過濾吸附，使水流進(jìn)入清水池并進(jìn)行消毒處理，再通過二級泵房加壓處理，使得干凈的自來水進(jìn)入供水系統(tǒng)中[2-3]。這種常規(guī)的處理方式可以有效降低濁度、色度和雜質(zhì)含量，但是對于有機(jī)污染等微污染的處理效果不佳。研究發(fā)現(xiàn)，在虹吸濾池后增設(shè)超濾膜+納濾膜處理工藝，進(jìn)一步對自來水進(jìn)行深度處理，可以有效去除有毒有害污染物和大部分硬度離子，有效凈化水質(zhì)。本文主要探究水廠納濾工藝的運(yùn)用，以期為水廠水處理工藝的優(yōu)化提供參考。

1 自來水廠水常規(guī)深度處理工藝應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，自來水廠水處理工藝多種多樣。常規(guī)水處理工藝的主要目的是降低水的濁度、色度，減少致病微生物。這種水處理工藝對有機(jī)污染處理效果不佳，一般去除有機(jī)污染不到20%，在原水污染較嚴(yán)重的情況下，不能有效清除微污染和大部分污染離子，水質(zhì)處理達(dá)不到我國飲水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。水源污染較重時(shí)，自來水廠一般需要在常規(guī)水處理工藝后增設(shè)深度水處理工藝，進(jìn)一步凈化水質(zhì)，使其達(dá)到飲水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

水源受到污染的自來水廠對水進(jìn)行深度處理時(shí)，一般需要增設(shè)活性炭吸附、臭氧、膜處理等工藝，彌補(bǔ)常規(guī)處理的不足，深度去除污染物，尤其是有機(jī)污染等微污染[4]。其中應(yīng)用較多的是顆?；钚蕴课?，它是深度處理自來水的一種重要應(yīng)用技術(shù)。但這種方法有一定缺陷，主要表現(xiàn)為：活性炭在反洗時(shí)容易出現(xiàn)跑料現(xiàn)象，使得水的濁度超標(biāo)；運(yùn)行步驟較復(fù)雜，需專人管理；水質(zhì)不好時(shí)，活性炭更新頻率高，費(fèi)用也會更高。隨著水處理工藝的發(fā)展，納濾工藝出現(xiàn)，為自來水廠（特別是水源污染的自來水廠）的深度水處理提供了有效的技術(shù)支持。

2 納濾工藝概念及其工作原理

納濾技術(shù)是現(xiàn)今比較流行的既先進(jìn)又節(jié)能有效的膜分離技術(shù)。這種技術(shù)是反滲透技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，它實(shí)質(zhì)上是一種膜處理技術(shù)，其膜孔徑一般在1～5 nm，該技術(shù)也是因?yàn)槠淇讖皆诩{米級別而得名。其工作原理就是通過膜的微孔篩分作用，在高于溶液滲透壓的作用下，可以將一些不能透過膜微孔的物質(zhì)和水分離開來。這是一種物理分離技術(shù)，這種分離方式不會產(chǎn)生副產(chǎn)物，而且能耗比較低。納濾技術(shù)可以有效除去水中的鹽類、膠體、微生物和有機(jī)物等。納濾技術(shù)具有離子選擇性，對不同的離子有不同的去除率，它可以截留大部分的有機(jī)物和金屬離子，可以截留大部分的三氯甲烷中間體、硝酸鹽、硫酸鹽和異味物質(zhì)等，而且處理結(jié)果非常穩(wěn)定可靠[5-6]。利用納濾技術(shù)處理后的中水能夠滿足當(dāng)前水質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，而且水質(zhì)可以在較長時(shí)間內(nèi)保持較好的水平。

3 納濾工藝水處理的優(yōu)點(diǎn)

用納濾工藝進(jìn)行水處理，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）傳統(tǒng)的原水深度處理主要是采用“濾池+臭氧氧化+活性炭吸附池”工藝，這種工藝工作量大，需要的設(shè)備比較多。從水處理能力和作用上來看，納濾工藝完全可以取代這種傳統(tǒng)工藝，其可以顯著降低工作量，縮短工作周期。

（2）自來水廠通常用活性炭處理原水，缺點(diǎn)就是活性炭容易出現(xiàn)跑料現(xiàn)象，使得出水濁度增加，后續(xù)需要添加錳砂過濾裝置。而使用納濾工藝處理出水，不僅水質(zhì)比活性炭好，還不需要增設(shè)過濾裝置，工藝流程短。

（3）納濾工藝控制系統(tǒng)非常人性化，可以進(jìn)行個性化設(shè)置、自動化設(shè)置，從而減少人工勞動強(qiáng)度，避免人工誤操作，多方位保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）納濾工藝主要通過物理作用來分離有害物質(zhì)，可以減少或避免化學(xué)藥劑的使用，降低化學(xué)藥劑給水處理帶來的風(fēng)險(xiǎn)和危害。

（5）相比活性炭吸附，納濾工藝雖然能耗略高，但是它能夠高效去除有機(jī)物和重金屬，完全去除微生物，而活性炭吸附在這些方面的效果難以令人滿意。

4 納濾工藝運(yùn)用分析與研究

納濾工藝裝置有兩個關(guān)鍵的元件——保安過濾器和納濾膜。保安過濾器是一種精密的過濾裝置，由不銹鋼外殼和5 μm的過濾濾芯組成，主要是為了去除虹吸濾池過濾后的細(xì)小物質(zhì)，確保出水質(zhì)量以及納濾膜元件不受大顆粒物質(zhì)的損壞。納濾膜主要是為了截留和去除水中的鹽離子、膠體、微生物和有機(jī)物等，通常這種納濾膜的孔徑非常小，在1～5 nm。這種膜可以選擇性過濾離子，對特定的溶質(zhì)具有較高的脫除率。另外，這種納濾膜表面通常帶有電荷，可以根據(jù)過濾介質(zhì)所帶電荷的不同來選擇性過濾和截留。

納濾工藝系統(tǒng)主要由進(jìn)水系統(tǒng)、納濾膜系統(tǒng)、化學(xué)清洗系統(tǒng)和產(chǎn)水系統(tǒng)等組成。該工藝的主要流程就是濾池出水后，水進(jìn)入納濾進(jìn)水池，然后進(jìn)入納濾進(jìn)水泵，通過保安過濾器去除一些大顆粒物質(zhì)，在納濾膜進(jìn)水前端加入一定量的鹽酸、阻垢劑、還原劑和殺菌劑，改善進(jìn)水水質(zhì)，然后經(jīng)過保安過濾器過濾，進(jìn)一步除去雜質(zhì)，降低水的濁度，接著進(jìn)入納濾進(jìn)水高壓泵，再經(jīng)一、二段納濾膜進(jìn)一步進(jìn)水，就可以產(chǎn)水進(jìn)入清水池[7]。通常納濾膜在納濾系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后表面會產(chǎn)生一些污垢，這時(shí)要用鹽酸或氫氧化鈉等清洗劑對其進(jìn)行清洗，再用中和藥劑進(jìn)行中和處理，最后將處理后的廢水排出。

納濾工藝處理水污染的效果非常好。資料顯示，納濾工藝對CODMn、TOC、2-MIB、總氮、Mn、有機(jī)物、藻類、高錳酸鹽等都有較高的去除率，可以確保水質(zhì)達(dá)到國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。納濾工藝因工藝簡單，過濾后的水質(zhì)安全穩(wěn)定，目前在多個自來水廠工程中得到很好的推廣，如陽泉市自來水廠、陽泉市平定縣礦區(qū)水廠和鹽城市大豐區(qū)水廠等。

5 結(jié)語

新時(shí)代，我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，而生態(tài)環(huán)境形勢依然十分嚴(yán)峻，水污染問題更是不容忽視。水是生命之源，自來水廠作為居民用水的中轉(zhuǎn)基地，必須采用先進(jìn)的水處理技術(shù)去除原水中的有毒有害物質(zhì)，提高水質(zhì)，確保人們喝上健康的飲用水。常規(guī)的深度處理技術(shù)并不能解決有機(jī)污染等問題，如果水源受到嚴(yán)重污染，而常規(guī)處理方法無法解決，可以考慮采用納濾工藝，其不會產(chǎn)生二次污染，可以提高自來水廠效益和出水質(zhì)量。

目前，納濾工藝及其配套設(shè)備已經(jīng)比較成熟，其出水已經(jīng)能夠達(dá)到當(dāng)前居民飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)已經(jīng)在多家自來水廠得到推廣。水處理工藝還可以繼續(xù)改進(jìn)，人們要根據(jù)城市建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，不斷完善水處理標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少其對環(huán)境的二次污染，提高水資源利用效率，實(shí)現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。