基于低水溫條件下超濾膜技術在飲用水處理中的應用

王德亮

【摘要】 飲用水的水質(zhì)安全目前已經(jīng)成為現(xiàn)代研究領域的重點課題，處理技術與處理手段也在不斷出現(xiàn)與得到優(yōu)化，超濾膜技術作為提升飲用水水質(zhì)的關鍵性手段，在低水溫條件下如何應用并發(fā)揮出良好的效果是本次研究的重點。對于我國高緯度地區(qū)（低水溫）超濾膜技術的應用相對匱乏，本研究則是從低水溫條件下對超濾膜技術在飲用水處理中的應用展開具體分析。

【關鍵詞】 低水溫條件 超濾膜技術 飲用水 處理

前言：伴隨著科學技術的快速發(fā)展，膜性能得到全面提升并且成本有所下降，這就使得膜技術的應用范圍與應用空間得到全面拓展。以超濾膜為代表的膜技術已經(jīng)在飲用水處理工藝當中得到越來越廣泛的應用。雖然超濾膜技術已經(jīng)在飲用水處理當中有所應用，但基于低水溫條件下的研究尚不全面，無工程案例可以借鑒。

一、試驗要求與測定方法

1、試驗要求。試驗裝置在確定的過程中運用標準化的配置設計方式，得出工藝儀表配置情況如圖1 所示：

2、 測定方法。為確保水質(zhì)參數(shù)得到更好測定，所涉及到的水質(zhì)參數(shù)（包括水溫、進出水濁度、跨膜壓差、出水顆粒物濃度等）都是通過在線儀表完成整個檢測過程，所得數(shù)據(jù)計入到計算機當中。在線水溫儀PT100一體化溫度變送器；臺式濁度儀HACH2100AN；壓力傳感器為E+HPMC71；顆粒計數(shù)儀HACH Anatel UP100[2]。試驗用超濾膜與具體運行參數(shù)如表1所示。

二、結果與分析

1、膜過濾出水濁度。膜過濾出水濁度的檢驗過程中，為避免由于所使用的測定儀器出現(xiàn)誤差，在整個試驗的全過程采用統(tǒng)一的臺式濁度儀對進出水濁度進行測定，不同試驗裝置使用砂濾池濾后水作為統(tǒng)一的進水。經(jīng)過具體檢驗，得出以上三種裝置通過膜濾后的濁度分別為（0.10±0.03）NTU、（0.11±0.04）NTU、（0.11±0.04）NTU。不同膜材質(zhì)的超濾膜出水濁度在整體上來看差別較小，多數(shù)集中在0.10-0.12NTU的區(qū)間范圍內(nèi)，這是超濾膜在對飲用水處理之后所能夠達到的基本水平。超濾膜所表現(xiàn)的出的則是出水濁度十分穩(wěn)定，并且出水濁度受進水濁度影響較小[3]。

2、膜過濾出水顆粒物數(shù)。膜過濾出水顆粒物直接是反應膜過濾的重要指標，通常狀況下，飲用水在完成過濾之后要求微米級的顆粒數(shù)需要小于100個/mL。在本次試驗的過程中所采用的顆粒計數(shù)儀為3μm、5μm兩個通道，經(jīng)過具體實驗得出三種試驗裝置的膜過濾出水顆粒物數(shù)存在較大差異。其中A裝置膜過濾出水大多數(shù)時間段內(nèi)顆粒物數(shù)量為1.8-25個/mL，膜過濾性能最佳；B裝置膜過濾出水大多數(shù)時間段內(nèi)顆粒物數(shù)量為78-680個/mL，膜過濾性能較差；C裝置膜過濾出水大多數(shù)時間段內(nèi)顆粒物數(shù)量為857個/mL，膜過濾性能較差。

3、低溫條件下的膜通量。水溫處于低溫狀態(tài)時，由于水的粘度較大，維持設定的膜過濾通量對膜系統(tǒng)是一個巨大的挑戰(zhàn)。選擇測試的時間段為4月10日，平均水溫1.9℃和5月20日，平均水溫16.8℃，進行比較，最終得出A、B、C三組過濾壓力分別為：0.05MPa、0.04MPa、0.07MPa。結果表明，裝置A與裝置B運行過程中所表現(xiàn)出的膜通量較為合理，具備維持低溫條件下膜通量的基本能力。

4、膜絲完整性檢驗。1）系統(tǒng)停機，系統(tǒng)完成一次物理清洗之后停止運行；2）膜組件排空，打開系統(tǒng)排水及排水閥，排空膜腔內(nèi)殘留的水與空氣，關閉排空閥門；3）取下膜組件端蓋。移除膜組件產(chǎn)水端的緊固件，如果出現(xiàn)零部件破損的情況需要做好及時更換處理；4）膜絲充水浸潤，在對膜絲的處理過程中，保證膜組件處于水面以下；5）膜組件充氣，保證管路內(nèi)的氣壓處于0.1MPa時關閉出口閥門。膜絲的完整性檢驗能夠有效避免斷絲率的產(chǎn)生，斷絲率僅為千分之五。

結論：基于低水溫條件下的超濾膜技術在飲用水處理當中的應用，需要確定不同的裝置方案。在本次所研究與展開試驗的三組裝置中，A裝置表現(xiàn)良好，值得在后續(xù)的飲用水處理當中進行廣泛應用，持續(xù)發(fā)揮效用，確保用水安全。

參 考 文 獻

[1]楊曉峰，王玉國，劉文君，等.低水溫條件下飲用水處理工藝超濾膜中試研究[J].給水排水，2014，02：16-21.

[2]高東輝，曲敬波，蘇偉義.超濾膜技術在飲用水處理中的應用和研究進展[J].北方環(huán)境，2013，10：71-78.

[3]付宛宜，吳啟龍，張錫輝，等.超濾膜及其組合工藝在飲用水處理中的應用[J].中國給水排水，2013，22：1-6.