無機(jī)膜微濾制備飲用凈水

無機(jī)膜微濾制備飲用凈水摘要：活性炭纖維吸附可以有效去除自來水中低分子有機(jī)物；無機(jī)膜微濾可除去懸浮物、色度、細(xì)菌等，對(duì)苯也有部分去除效果，兩者相結(jié)合的聯(lián)用工藝可有效去除水中有害雜質(zhì)，出水滿足飲用凈水要求。無機(jī)膜采用化學(xué)法再生，活性炭纖維采用高溫蒸汽再生。關(guān)鍵詞：飲用凈水；活性炭纖維；無機(jī)膜1前言隨著人們生活水平的提高和健康條件的改善，對(duì)水質(zhì)的要求也越來越高，為解決目前常用的水箱供水存在二次污染問題，出現(xiàn)了變頻供水及分質(zhì)供水技術(shù)。針對(duì)當(dāng)前純凈水與天然水的爭(zhēng)論，上海市頒布了地方飲用凈水標(biāo)準(zhǔn)（DB31/97-1997），2000年建設(shè)部發(fā)布了飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ94-1999)，這些均反映了我國(guó)在水質(zhì)指標(biāo)方面向世界先進(jìn)水平接軌的努力。無機(jī)膜是二戰(zhàn)時(shí)期發(fā)展起來的，最初用于鈾同位素的分離，1970年后轉(zhuǎn)入工業(yè)應(yīng)用，1990年后無機(jī)膜的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大到食品工業(yè)、環(huán)境工程、生物化工、高溫氣體除塵等領(lǐng)域。自1984年以來，以無機(jī)膜為主體的過濾體系就已在水工業(yè)實(shí)踐中應(yīng)用[1]。南京工業(yè)大學(xué)膜科學(xué)與技術(shù)研究所一直致力于陶瓷微濾膜用于飲用水凈化的研究。試驗(yàn)證明，以無機(jī)膜微濾為主體的凈化設(shè)備，出水滿足飲用凈水要求，可以用于自來水的深度凈化，或作為小型水廠的替代，凈化微污染原水。2研究?jī)?nèi)容南京某化工廠的水源受到有機(jī)物的污染，自來水帶有明顯得異味，經(jīng)分析表明，自來水中的污染物主要是直鏈烷烴和芳烴。本研究的目的是建立合適的處理工藝，去除自來水中的低分子有機(jī)物，使飲用水達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，研究的主要內(nèi)容為：除去水中的膠體、懸浮固體和菌體，烴類等有機(jī)物降低到很低的水平，凈化水無異味，盡可能保留天然水中的礦物離子。3試驗(yàn)裝置及分析方法3.1試驗(yàn)裝置及方法小試裝置包括吸附和無機(jī)微濾膜組件兩部分（實(shí)際應(yīng)用時(shí)在加消毒裝置），吸附柱填充14克活性炭纖維，無機(jī)膜組件長(zhǎng)20厘米，單管，膜孔徑0.3微米。3.2分析方法苯的微量分析采用上海分析儀器廠501氫火焰氣相色譜法，濁度HACH2100N濁度儀，色度采用標(biāo)準(zhǔn)鉑鈷比色法，水質(zhì)全分析方法參照國(guó)家飲用水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。4試驗(yàn)結(jié)果及討論4.1無機(jī)膜凈化效果及分析水處理過程中涉及的病原微生物均在幾個(gè)微米以上，如內(nèi)變形蟲孢囊在10～20μm，賈第蟲在10～12μm，隱孢子蟲在4～6μm，傷寒桿菌0.7×（2～4）μm，痢疾桿菌0.6×（1～3μm）μm，霍亂弧菌在0.5×（1～1.5）μm，大腸桿菌在（2～3）×（0.5～0.8）μm等[2]，膜分離是一種在某種推動(dòng)力作用下，利用特定膜的透過性能，分離水中離子、分子和雜質(zhì)的技術(shù)，研究中采用的0.3μm無機(jī)膜，其單獨(dú)對(duì)地表水的凈化效果見表1。無機(jī)陶瓷膜對(duì)地表水的凈化效果表1收細(xì)菌總數(shù)樓（仆個(gè)陽/犬毫升）歇總大腸桿菌數(shù)簡(jiǎn)(邪個(gè)借/跨升壺)拌色度環(huán)(穴度事)瞞渾濁度農(nóng)（屢NT鉤U賴）替肉眼可見物煙地表水旱74000朱3乘15悄30疫有糖陶瓷膜凈化水便<10蕉<3撲<5撓<1吊無注：安徽省衛(wèi)生防疫站檢測(cè)結(jié)果表中可見無機(jī)微濾膜對(duì)細(xì)菌有顯著的截留效果，對(duì)色度和濁度去除效果較好。日常檢測(cè)濁度長(zhǎng)期保持在0.1NTU左右。這主要是因?yàn)榧?xì)菌及產(chǎn)生色度和濁度的物質(zhì)都是大分子物質(zhì)或顆粒，物理截留作用即可去除。雹無機(jī)膜對(duì)苯的筐凈化效果見精表鑄2毯。原水采用自班來水加苯配制業(yè)，苯含僑量扭154pp刮m眠。鋸無機(jī)膜對(duì)苯的睛脫除效押果榴荒賄喇槳機(jī)弟表脅2耕時(shí)間（分鐘）日14費(fèi)30囑45賭74疾135華凈化水苯含量亞（坐pp熔m煌）食74館108呢96凡67.5微49.1便脫除率（％）彎52僅30勇38凳57聯(lián)68荷可見無機(jī)膜對(duì)筒苯有一定的截膀留效果，這有艘兩種原因，一子是膜的孔徑分勾布由小至大，籃有一個(gè)范圍，幟苯通過大孔透等過，而被小孔掀截留，二是苯外可以吸附于膜倒的毛細(xì)孔填壁位拐，先附著的苯國(guó)分子部分排斥省后來通過的苯租，因而表現(xiàn)為閱一定的截留效狐果。但單獨(dú)用漢無機(jī)膜微濾達(dá)夏不到對(duì)滔苯的去除要求者。前4.2段燃活性炭纖維吸貢附與無機(jī)膜微叨濾凈化效果勵(lì)活性炭纖維潤(rùn)（跑FA增C母）是一種高性逐能的吸附劑，峰與顆?；钚蕴亢郏ú蒅A指C懸）相比具有吸浴附容量大，對(duì)南水溶液中的有徹機(jī)物、無機(jī)物顯、貴重金屬離儉子的吸附量猴比躲GA喉C兔高太5咐～丹6粱倍，一般對(duì)苯丹系物的吸附容置量可殖達(dá)宰3縮0臺(tái)％（重量比）諸以上，對(duì)微生多物和細(xì)菌有優(yōu)飛良的吸附能力久；吸附速度快叨，可很快達(dá)到飽平衡。另磁外攜坐，寨FA付C暑再生容易，脫奴附速度快，洲用狡12駐0場(chǎng)～退150柄○耐C論的熱空氣或過血熱蒸汽再多生餐1棕0勢(shì)～乏3敏0幅分鐘即可再生貧完全，再生次濁數(shù)可達(dá)一萬多械次。密采賤用特FA爸C男吸附低分子有緒機(jī)物，與無機(jī)暑膜微濾相結(jié)合帝，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。東組合工藝的凈皇化效果見露表瞎3斯。販活性炭纖維與盈無機(jī)膜微濾相舒結(jié)合的凈化效需果詢友彼夾聾表趁3紀(jì)苯組（斤pp廈m墾）左揮發(fā)酚類誰（爬pp監(jiān)m果）替氯仿術(shù)（葡pp劉m指）爆進(jìn)水勸52.0魂42.4撤74.2秀凈化水白（脈FA訴C錫吸附時(shí)烤間歸1聞0貸秒）三3.19經(jīng)13.5專12.9鈔截留確率約1愁（％）琴93.9暮68.2供82.6終凈化水株（險(xiǎn)FA雙C代吸附時(shí)樹間愈15枕6竊秒）賽未檢出擴(kuò)<0.002信2.04探截留特率設(shè)2故（％）庫100蛇>99.99支%劑94.6糊注：進(jìn)水以自臟來水加苯、苯稻酚、氯仿配制印，攪拌混狂合弄3敘0堵分鐘后使用。磨陶瓷膜操作壓悼力朋0.175M喉P幫a針，滲透通托量府484L/m汁2汁·h騎r異，運(yùn)引行撫6廊0均分鐘后取樣送豎檢。槍由于自來水中位氯仿類物質(zhì)一饒般狼在仗0.1pp食m療以下，因此鐘，泰FA章C紛吸附與無機(jī)膜雨微濾相結(jié)合的棄工藝對(duì)低分子潔有機(jī)物的去除唇效果是滿足要扮求的。另外房，章FA往C釀吸附還降低了率膜的污染，使胡膜的通量不致嫌下降很快。連4.3FA趙C序再生和膜的清翻洗糾FA畜C故再生采用高溫灌蒸汽，要求食齡品級(jí)凈化度，翅將翻0.8MP停a譜，慧170課○油C穴龜飽和蒸汽減壓隔至貝0.2MP野a宴，彩120州○天C清再肉生里1頭小時(shí)，吸附容作量恢復(fù)大憑于瓜9非9表％。誦膜清洗采用酸狀堿交替清洗法般。配脈制輩5穴％硝酸魚和惠5饑％胳NaO佩H識(shí)溶液，堿欺洗盟1像小時(shí)，清水漂巧洗房5蝦分鐘，酸僚洗參1棋小時(shí)，再用純叢凈水（過濾水面）漂洗管路及臘膜組橋件扒4否0開分鐘?；瘜W(xué)清喬洗可恢復(fù)通量順到新膜純水通霧量主的便7漆0?。?，且重復(fù)性淡好。罷5血殖實(shí)際運(yùn)行效果留根據(jù)以上研究佳結(jié)果，確定底了殲FA腳C如吸附與無機(jī)膜份微濾組合工藝替，設(shè)計(jì)建立墓了勻0.花5籃～厲1.政0智噸濾/禿小時(shí)的凈水裝絲置投入使用，鳴裝置可以在線晃清洗再生。衛(wèi)眾生防疫站的檢史測(cè)結(jié)果如孕表到4全所示。鑄橡功紛拆無機(jī)膜凈水裝佛置檢測(cè)結(jié)翻果祝湯收軋狀表在4眉檢測(cè)項(xiàng)目碧自來水疏凈化水逃飲用水國(guó)標(biāo)往飲用凈水標(biāo)準(zhǔn)李評(píng)價(jià)月色度（度）給<5器15翼5格++沫渾濁度衫（萌NT叮U干）酷<0.1鉛3書1糠++潛鋅振（梨mg/撥L校）俘0.23澡0.086曾1迎1.0瘡++舒銅跡（憶mg/要L勉）養(yǎng)<0.2副<0.2溫1獅1.0芽++昆鋁殊（恭mg/鬼L仆）鞏0.017誕0.015斑0.2欺++您鎘艘（展mg/揭L紀(jì)）志<0.000筐5狀<0.000導(dǎo)5恰0.01罪0.01財(cái)++掃六價(jià)鉻罵（枯mg/汽L扮）撐<0.004艷<0.004雹0.05韻0.05略++只鉛增（憤mg/外L兄）懼<0.005寺<0.005批0.05屢0.01申++啄好氧柜量貸O割2懼（世m(xù)g/計(jì)L折）緊1.42抬1.27該4補(bǔ)2狼++奶苯執(zhí)（抄mg/腔L嘴）桿<0.01莊<0.01搖++捆細(xì)菌總數(shù)（掏個(gè)保/m錘l糧）亞1536裁6象100冒50軋++華總大腸菌群（內(nèi)個(gè)跌/梢L刊）折<3晚無檢出部<3脆0造+雅霉菌（溝個(gè)素/m免l藍(lán)）鴉<1樓<1擴(kuò)金屬離子總數(shù)爹<0.456雹5繳<0.310千5芽金屬離子的去課除率埋<3多2擁％未細(xì)菌截留率余99.6%膨注：日本飲用羽水標(biāo)準(zhǔn)中，偵苯私0.01mg熔/多L瞇。嗓+摩+愛表示優(yōu)于飲用棉水國(guó)標(biāo)和凈水話標(biāo)準(zhǔn)哲，忘+筋表示優(yōu)于國(guó)標(biāo)瓦而和凈水標(biāo)準(zhǔn)蔬一致。驚結(jié)果表明冰，傅FA腎C甘吸附與無機(jī)膜顆微濾凈化裝置燦，出水滿足飲拘用凈水標(biāo)準(zhǔn)，午并盡可能保留茶了礦物離子。漁可應(yīng)用于直接霉飲用的管道供膜水或灌裝水。6結(jié)語層活性炭纖維吸釣附可以有效去綢除自來水中低博分子有機(jī)物，徐無機(jī)膜微濾可晴除去懸浮物、厘色度、細(xì)菌等鳥，對(duì)苯也有部掀分去除效果，京。兩者相結(jié)合迅的聯(lián)用工藝可碑有效去除水中臨有害雜質(zhì)，出身水滿足建設(shè)部繁飲用凈水要求辦。無機(jī)膜采用為化學(xué)法再生，包活性炭纖維采優(yōu)用高溫蒸汽再襪生。參考文獻(xiàn)：敗1Reme冒shR.鞏Bhave帆I(xiàn)norga間nicMe擱mbrane價(jià)sSynt騙hesis,附Chara板cteris酒ticsa摸ndApp課licati腎onsV.壽N.R.孕NewYo受rk199拾1奉2Grau堡n截G村。態(tài)F絡(luò)。有Isola秧tiona夸ndide飼ntific堂ation韻ofgia斤rdiac冶ysts,努crypto蜂sporid薦iumoo夏cysts遲andfr診eeliv適ingpa獻(xiàn)thogen滴icamo博ebaei齒nwate婚retc.書HMSO,注UK,1雀98離9鴿。桃Inorga塘nicme明mbrane拍micro中filtra緊tiont脖oprod氣ucepu爐repot帆ablew剝ater煮Abstra皇c謙t竹：恥Fibre材activa蘭tedca冶rbon(裕FAC)c黨anads披orbsm撒allsi閉zeorg席anicm咐atter祥effect扁ively,突while飽inorg嫌anicm野embran笑emicr糠ifiltr略ation訓(xùn)canre解moves構(gòu)uspend括edsub鈴stance臉s,col旋or,ba縮cteria懲etc.嬸anda勉lsobe護(hù)nzene蛇tosom清e(cuò)exte趕nt.Th夏eproc掙essth富atcom已bined親twoof另them勇canpr叢oduce故potabl吐epure諸water幼that毛accord據(jù)with箭newna狂tions冷tandar斜dofp除otable慈pure吊water,禽andr誦emoved考al