直接飲用水系統(tǒng)中超濾技術(shù)及組合處理工藝

1、直接飲用水系統(tǒng)中超濾技術(shù)及組合處理工藝 摘 要：在當前飲用水水源水質(zhì)惡化且在長期內(nèi)仍難以根本改善的狀況下，成為當今我國水處理研究者亟需解決的關(guān)鍵問題。膜技術(shù)及以膜單元為核心的組合處理工藝效果顯著，為解決上述問題的提供了一條可行途徑。 關(guān)鍵詞： 超濾膜 飲用水 粉末活性炭 中圖分類號：tu991文獻標識碼：a 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00 1 水處理工藝現(xiàn)狀及 1.1 我國飲用水現(xiàn)狀 在中國，每年有1.9億人患病、6萬人死于水污染引起的疾病（比如肝癌和胃癌）；大約有3億人面臨飲用水短缺。在2009年一項全國范圍內(nèi)的評估中，受調(diào)查的4000個城市水處理廠里有四

2、分之一不符合質(zhì)量控制要求，這引發(fā)了公眾對于飲用水安全的擔憂。更令人擔憂的是幾乎一半的水源都已被污染，例如水井和含水層都被化肥農(nóng)藥的殘留物和重金屬污染。在2011年的全國評估中，包括北京、上海和廣州的9個省、自治區(qū)和直轄市的800多口監(jiān)測井中超過四分之三（76.8%）都不符合地下水飲用水水源標準1。 2 超濾技術(shù) 超濾膜多數(shù)為非對稱膜，由一層極薄（通常僅0.1-1?m）的具有一定孔徑的表皮層和一層較厚（通常為125?m）的具有海綿狀或指狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成，前者主要起篩分作用，后者主要起支撐作用。 2.1 超濾原理 超濾膜篩分過程介于微濾和納濾之間，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在

3、一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè)，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的凈化、分離和濃縮的目的。 2.2 超濾技術(shù)優(yōu)點 超濾技術(shù)是近年來在水處理領(lǐng)域的新技術(shù)，與傳統(tǒng)工藝相比，超濾膜應用于水處理具有以下突出的優(yōu)勢：超濾膜出水水質(zhì)穩(wěn)定，幾乎不受原水水質(zhì)影響，膜出水濁度通常低于 0.1ntu；超濾膜出水微生物安全性高，超濾可完全截留水體中的賈第蟲、隱孢子蟲、細菌、病毒等；消毒副產(chǎn)物生成量低；超濾水廠供水規(guī)模靈活，僅需要增減超濾膜組件即可，適用于任何規(guī)模供水量的凈化處理； 3 活性炭-超濾

4、組合工藝 3.1 活性炭-超濾工藝 活性炭-超濾組合工藝主要分為兩個部分，粉末活性炭與反應區(qū)和膜分離系統(tǒng)。原水首先進入粉末活性炭反應區(qū)進行預吸附，然后進入膜分離系統(tǒng)進行固液。粉末活性炭反應池分為兩段，每段停留時間為20min。粉末活性炭在藥箱內(nèi)配制一定的濃度的藥液后，由加藥泵連續(xù)加入活性炭反應池，通過機械攪拌與原水進行充分的混合。 有研究表明，粉末活性炭-超濾組合工藝（pac/uf工藝）的優(yōu)點是把pac對低分子有機物的吸附作用和uf對大分子有機物及細菌等病原微生物的篩分作用很好地結(jié)合在一起，大大提高了有機物的去除率，降低膜過濾阻力，提高透水通量和防止膜污染。takizawa s等人的研究表明，

5、直接超濾工藝對色度和腐殖酸的去除率分別為60%和40%，對酚則沒有去除效果；而投加50mg/l的pac時，色度、腐質(zhì)酸、酚的去除率分別到達了96%、89%、97%；在pac投加量小于20mg/l時，對膜通量沒有影響2. 3.2 活性炭-超濾工藝重點 pac-uf系統(tǒng)中活性炭的吸附性能受很多因素影響，影響因素包括反沖洗 頻率、反應器大小及形狀、過濾模式（錯流操作或死端操作）、活性炭投加方 式等3-4?；钚蕴康耐都臃绞接袃煞N：連續(xù)投加和一次性投加。當粉末活性炭連續(xù)投加到超濾膜原水中時，由于吸附反應時間較短，活性炭表面負荷小，為了獲得較好的處理效果，就需要增加活性炭的投加量；當活性炭一次性投加時，對

6、所有的炭粒來說，吸附反應時間都相同，而且等同于過濾周期，這樣活性炭表面負荷會相應增大，膜出水水質(zhì)得到改善。 3.3 超濾在飲用水處理中的研究進展 超濾對水中的有機污染物也有一定的去除效果，但是去除效果不是很理想。mariatomaszewska5等人研究發(fā)現(xiàn)mwco（截留分子量）為70kda（分子量）的uf膜對色度的去除率可達60%，對腐殖酸的去除率可達40%。超濾工藝能有效去除水中的細菌、賈第蟲、隱抱子蟲等病原微生物。王錦6等人也通過研究發(fā)現(xiàn)，當原水細菌總數(shù)為數(shù)10cfu時，滲透液細菌總數(shù)為0cfu；當原水細菌總數(shù)為55-1500cfu/ml時，過濾出水的細菌總數(shù)為1-3cfu/ml，去除率

7、在99%以上。 4 未來展望 超濾技術(shù)具有較好的綜合處理效果，在原水水質(zhì)比較復雜的地區(qū)顯得更為適用。雖然超濾技術(shù)還存在著膜易污染、運行成本較高等問題，但隨著新型超濾膜材料的研制開發(fā)、超濾膜價格的下降和膜污染防治技術(shù)的研究，超濾技術(shù)將成為最具發(fā)展前景的飲用水處理技術(shù)之一。 參考文獻 1 ministry of water resources of the peoples republic of china china water resources bulletin 2011 （china water & power press， 2012） 2 yu m，takizawa s，et al.ev

8、aluation of pac behavior and fouling formation in an integrated pac-uf membrance for surface water treatmentj.desalination，2006， 192（1-3）：5462 3 y. matsui， a. yuasa， k. ariga. removal of a synthetic organic chemical by pac-uf systems i： theory and modelingj.wat.res，2001， 35（2）：455463 4 y. matsui， a. yuasa， k. ariga. removal of a synthetic organic chemical by pac-uf systems： theory and modelingj. wat.res，2001， 35（2）：464470 5 s.mozia，m.tomaszewska.treatment of surface water using hybrid processe