農(nóng)村集中式供水一體化凈水設(shè)備工藝與技術(shù)性能比較分析

黃鎮(zhèn)杰

摘 要：本文分別從農(nóng)村集中式供水一體化凈水設(shè)備的工藝以及技術(shù)性能等方面對凈水器在多介質(zhì)過濾、中空纖維膜超濾以及旋轉(zhuǎn)平板膜超濾這三種技術(shù)進(jìn)行介紹和對比分析。從整體上來看，凈水設(shè)備的多介質(zhì)過濾技術(shù)是一種較為傳統(tǒng)的技術(shù)，在過去，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，因此該技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中出水水質(zhì)無法得到有效的保障。相比而言，旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾技術(shù)和中空纖維膜超濾技術(shù)則能夠?qū)Τ鏊|(zhì)形成有效的保障，而且還能夠通過對水質(zhì)的過濾對水質(zhì)中的有害物質(zhì)進(jìn)行截留。但是從技術(shù)水平的角度上來看，旋轉(zhuǎn)平板膜超濾技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中具有更加顯著的優(yōu)勢，這一技術(shù)的應(yīng)用不但對水源的要求較低，而且具有非常強(qiáng)的抗污堵能力，特別適用于農(nóng)村的集中供水。

關(guān)鍵詞： 集中式供水；一體化設(shè)備；超濾；凈水工藝；飲水凈化

一、三種一體化凈水設(shè)備凈水工藝與技術(shù)介紹

1.一體化凈水設(shè)備多介質(zhì)過濾技術(shù)

多介質(zhì)過濾技術(shù)是一種較為傳統(tǒng)的過濾工藝，起過濾原理如下圖1所示。從整體上來看，多介質(zhì)過濾技術(shù)主要包括混凝，沉淀，過濾，消毒這幾個環(huán)節(jié)，通過這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)λ粗械募?xì)菌、懸浮物以及膠體等物質(zhì)進(jìn)行過濾。在技術(shù)應(yīng)用的過程中，通過混凝劑的投放能夠促使水源中的膠體和懸浮物進(jìn)行聚合，轉(zhuǎn)化為體積更大的絮體，從而對其進(jìn)行沉淀分離。在絮體完成稱點(diǎn)之后，通過對沉淀后水中雜質(zhì)的截留能夠?qū)λ臐岫冗M(jìn)行有效的降低。常用的多介質(zhì)凈水設(shè)備如下圖2所示。從工作原理上來看，多介質(zhì)過濾設(shè)備主要是在一定的壓力環(huán)境下，利用過濾截止講濁度較高的水通過具有一定厚度的粒狀材料對水中的懸浮雜質(zhì)進(jìn)行去除。

現(xiàn)階段，在農(nóng)村飲用水凈化工程中，所使用的多介質(zhì)過濾設(shè)備大多以活性炭-石英砂-磁鐵礦過濾器為主，該裝置具備三層濾床，其中最上層濾層中的濾料顆粒最大，并通過活性炭等輕質(zhì)的濾料組成。中間的濾層濾料的顆粒體積較為居中，通常由石英砂等材料構(gòu)成。下層濾層中的濾料在顆粒體積最小，而濾料密度則最大，通常由磁鐵礦等材料構(gòu)成。

2.一體化凈水設(shè)備中空纖維膜超濾技術(shù)

一體化凈水設(shè)備中的中控纖維膜超濾技術(shù)是超濾膜的一個分支，其工作原理如下圖3所示，常用中空纖維膜超濾設(shè)備及其膜絲如圖4所示，通過中空纖維膜超濾技術(shù)的有效應(yīng)用，不但能夠?qū)λ粗械念w粒物、有害微生物以及有機(jī)物進(jìn)行去除，還能夠還能夠?qū)崿F(xiàn)凈水的自動化。

從結(jié)構(gòu)上來看，中空纖維膜主要是通過具有選擇透過性的分離膜構(gòu)成，其能夠?qū)Ω叻肿佑袡C(jī)物、有害病菌以及膠體雜質(zhì)進(jìn)行去除。但是在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中由于技術(shù)管理水平較低以及膜堵塞等問題的存在，導(dǎo)致中空纖維膜超濾技術(shù)在農(nóng)村凈水工程中的應(yīng)用存在一定的局限性。現(xiàn)階段，市場上大部分的膜設(shè)備旺旺采用高強(qiáng)度的曝氣方式來對膜堵塞問題進(jìn)行延緩，但是這種處理方式導(dǎo)致凈水處理能耗較高，而且凈水效率較低，導(dǎo)致凈水成本增加。除此之外，該種處理方式在進(jìn)行凈水的過程中還需要進(jìn)行水質(zhì)的控制和監(jiān)督，而且由于膜材料需要進(jìn)行反復(fù)的高壓沖洗，導(dǎo)致膜的壽命較短，因此現(xiàn)階段還無法在偏遠(yuǎn)的區(qū)域進(jìn)行推廣使用。

相比于城市，農(nóng)村水源中的濁度變化更大，因此在對中控纖維超濾技術(shù)應(yīng)用的過程中首先要進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)過濾，除此之外，由于中空纖維膜超濾技術(shù)所使用的膜絲較為細(xì)長，在實(shí)際使用過程中非常容易出現(xiàn)膜絲黏連的現(xiàn)象，導(dǎo)致出水不均勻而且容易出現(xiàn)模體損壞的問題，導(dǎo)致水源過濾的成本無法得到有效的控制。

3.一體化凈水器中的旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾技術(shù)

膜技術(shù)是水源過濾過程中最為關(guān)鍵和核心的一項(xiàng)技術(shù)，也是水源處理的必備技術(shù)。中空纖維膜超濾技術(shù)從出現(xiàn)到如今已經(jīng)歷經(jīng)了十多年的完善和發(fā)展，但是由于其在實(shí)際的應(yīng)用過程中在原理及工藝等方面存在較多的局限性，導(dǎo)致在實(shí)際的凈水工程中經(jīng)常出現(xiàn)膜絲堵塞和膜壽命較短的問題，因此在農(nóng)村飲用水凈化工程中，該技術(shù)應(yīng)用的空間較小。

為了滿足農(nóng)村飲用水凈化工程對于水源過濾技術(shù)的需求，現(xiàn)階段我國一些高新技術(shù)企業(yè)在中空纖維膜超濾技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了更為實(shí)用和先進(jìn)旋轉(zhuǎn)式平板超濾膜凈水技術(shù)，該技術(shù)的工作原理如下圖5所示，常用的旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾設(shè)備及其模柱如下圖6所示。相比于中空纖維膜超濾技術(shù)技術(shù)，該技術(shù)所用的平板膜具有更長的使用壽命，而且其能夠通過旋轉(zhuǎn)的方式避免過濾膜出現(xiàn)堵塞的問題。

在旋轉(zhuǎn)式超濾平板膜設(shè)備的實(shí)際使用過程中，對于濁度較高的水源并不需要經(jīng)過預(yù)過濾的過程中，極大地提升了凈水的效率。同時，該類設(shè)備在實(shí)際的使用過程中也不需要對設(shè)備進(jìn)行反復(fù)的沖洗，能夠避免設(shè)備沖洗過程中存在的損耗，從而保障設(shè)備的性能。

二、 三種過濾技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比分析

從整體上來看，相比于中空纖維膜超濾技術(shù)以及旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾工藝，三介質(zhì)過濾技術(shù)在技術(shù)水平上較為落后，在對水源進(jìn)行過濾的過程中，無法對出水水質(zhì)形成有效的保障。而在中空纖維膜超濾技術(shù)和旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾技術(shù)中，中控纖維膜超濾技術(shù)相比于后者在膜體使用壽命以及應(yīng)用范圍和凈水成本方面存在較多的缺陷和不足，因此旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾技術(shù)的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)勢更為明顯。三種過濾技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)詳情如下表1所示。

三、結(jié)語

現(xiàn)階段，一體化凈水設(shè)備是農(nóng)村集中供水中的核心設(shè)備，在對農(nóng)村飲用水水源進(jìn)行過濾的過程中，旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾技術(shù)在設(shè)備使用壽命、技術(shù)應(yīng)用成本以及凈水效率等方面都存在較為明顯的優(yōu)勢，是膜技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，不但對水源的水質(zhì)情況要求較低，而且其具備抗污能力強(qiáng)、使用壽命長等有點(diǎn)，不但能夠?qū)λ粗械碾s質(zhì)和有害物質(zhì)進(jìn)行去除，還能夠保留人體所需的元素，滿足人們的飲水需求，所以說旋轉(zhuǎn)式平板膜超濾技術(shù)在今后的發(fā)展和應(yīng)用過程中，特別是對于農(nóng)村集中供水工程有著非常重要的意義，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

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