應(yīng)用納濾膜去除飲用水水源中的硫酸根

陳 翔 侯曉慶 賈海濤 周英豪 鄧 磊

飲用水中硫酸根超標(biāo)會使飲用水口感變差，嚴(yán)重時還會引起腹瀉等癥狀，因此去除飲用水中超標(biāo)硫酸根具有重要意義。本文以我國某西部地區(qū)硫酸根超標(biāo)的水源為對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，主體工藝采用納濾膜技術(shù)，對水源中的超標(biāo)硫酸根進(jìn)行去除。通過近6個月的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，進(jìn)水壓力為0.3～0.4MPa時，納濾膜對總?cè)芙庑怨腆w的去除率約為50%，對硫酸根的去除率為90%左右。

實(shí)驗(yàn)裝置與方法

1.實(shí)驗(yàn)裝置

本實(shí)驗(yàn)原水為西部某省的河水，冬季水溫在2℃左右，濁度約為40NTU，原水中的硫酸根濃度約為400mg/L。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)水壓力為0.3～0.4MPa，進(jìn)水量約4m3/h，產(chǎn)水量約2m3/h，回收率為50%左右。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

納濾膜組：3支膜，單支膜面積為34m2。納濾進(jìn)水高壓泵：流量為8m3/h，揚(yáng)程90m。保安過濾器：過濾精度5μm，PP棉材質(zhì)。

由于原水濁度較高，采用混凝、沉淀、砂濾及超濾作為預(yù)處理，保證納濾系統(tǒng)進(jìn)水濁度小于1NTU。

2.實(shí)驗(yàn)方法

硫酸根采用鉻酸鋇光度法測量。

效果分析

1.納濾膜系統(tǒng)對TDS的去除效果

系統(tǒng)運(yùn)行期間取樣44次，每次取樣包含進(jìn)水水樣和出水水樣，檢測其TDS值。進(jìn)水TDS、產(chǎn)水TDS和脫鹽率隨時間變化的曲線如圖2。

圖2 進(jìn)水TDS、產(chǎn)水TDS和脫鹽率隨時間變化的曲線

由圖2可知，進(jìn)水TDS與產(chǎn)水TDS及脫除率變化一致。原水水質(zhì)變化幅度較大，波動在30%左右。產(chǎn)水電導(dǎo)及脫鹽率變化幅度較小，說明納濾膜可耐受一定程度的進(jìn)水水質(zhì)波動。系統(tǒng)脫鹽率穩(wěn)定在50%左右。

2.納濾膜系統(tǒng)對硫酸根的去除效果

系統(tǒng)運(yùn)行期間取樣44次，每次取樣包含進(jìn)水水樣和出水水樣，檢測其硫酸根含量。進(jìn)水硫酸根、產(chǎn)水硫酸根和硫酸根脫除率隨時間變化的曲線如圖3。

圖3 進(jìn)水硫酸根、產(chǎn)水硫酸根和硫酸根脫除率隨時間變化的曲線

第一階段，納濾系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行3個月，不進(jìn)行清洗，考察膜的耐污染情況，同時監(jiān)測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括總?cè)芙夤腆w濃度、硫酸根濃度。第二階段，每周對膜進(jìn)行4次在線清洗，考察膜的耐受性、清洗后的恢復(fù)性，系統(tǒng)的脫鹽率、硫酸根去除率變化。

總?cè)芙夤腆wTDS采用TDS筆測量，

由圖3可知，進(jìn)水硫酸根濃度范圍為220～500 mg/L，波動較大。出水硫酸根濃度范圍為20～40mg/L，波動較小，出水水質(zhì)穩(wěn)定。硫酸根去除率基本全部高于90%，去除率達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

結(jié) 論

①納濾膜系統(tǒng)脫鹽率約為50%，可保留大部分低價(jià)離子，滿足健康飲用水的要求。

②進(jìn)水壓力為0.3～0.4MPa時，經(jīng)過納濾膜系統(tǒng)后，硫酸根穩(wěn)定去除率在90%左右，出水硫酸根濃度控制在安全飲用范圍內(nèi)。

③納濾膜適用于硫酸根超標(biāo)的飲用水水源處理，處理出水水質(zhì)較好，處理效率較高，運(yùn)行能耗較低。