超濾膜技術(shù)在市政供水行業(yè)的工程應(yīng)用

艾羊羊 江西理工大學(xué)土木與測繪工程學(xué)院

水資源污染問題引起國家重視，市政供水行業(yè)對水資源質(zhì)量嚴(yán)格控制，采取超濾膜技術(shù)對廢水、滲透、飲用水凈化處理，發(fā)現(xiàn)效果良好[1]。以下對超濾膜技術(shù)在市政工程供水行業(yè)中實(shí)際也應(yīng)用分析，從而促進(jìn)超濾膜技術(shù)在市政供水處理中更好應(yīng)用。

一、關(guān)于超濾膜技術(shù)

超濾膜技術(shù)通過超濾膜絲對雜質(zhì)過濾，兩側(cè)設(shè)分離裝置[2]。受分離裝置驅(qū)動力影響，構(gòu)成壓力差，可將水中大分子分離，如懸浮物、膠體等。此外，在市政供水中應(yīng)用超濾膜技術(shù)，可以將水分子、無機(jī)鹽透過超濾膜絲，截流其他大分子，實(shí)現(xiàn)對水資源的凈化和分離。

二、工程概況

以某供水廠為例，其采用混凝-超濾短流程處理，超濾膜為壓式柱式超濾膜，以浸入式膜對柱式膜反沖洗水回收，預(yù)計(jì)產(chǎn)水5000m3/d，占地390m2，產(chǎn)水率98%。

該供水廠處理的河內(nèi)原水存在季節(jié)性藻類高發(fā)、低溫低濁狀況，水文、濁度及耗氧量區(qū)別較大，1-2月平均濁度2.16NTU、2.03NTU，濁度最低0.86NTU。水溫較低，1月水溫平均1℃，9-10月原水平均耗氧量超4.0mg/L，高溫狀態(tài)下藻類瘋狂生長，而低溫狀態(tài)藻類生長受限。高溫高藻時期水中氨氮含量低于正常、低溫低濁期的氨氮含量。

三、設(shè)計(jì)分析

原水進(jìn)入泵房，通過吸水井進(jìn)入膜處理階段，進(jìn)入150μm自清洗過濾器，加入混凝劑/預(yù)氧化劑，在管道混合，進(jìn)入絮凝池，結(jié)合供水需求，可在此步驟加入粉末活性炭。而后以膜進(jìn)水泵進(jìn)入超濾膜過濾，膜出水進(jìn)入清水罐，最后消毒，進(jìn)入清水池。膜處理中的反沖洗水進(jìn)入回收系統(tǒng)回收，結(jié)合生產(chǎn)，可定期對膜處理系統(tǒng)化學(xué)清理，清理所用廢液進(jìn)入專門廢液處理系統(tǒng)，可回收利用或排放。

（一）工藝特點(diǎn)

（1）首先，以混凝-超濾工藝支持，無須進(jìn)行沉淀，處理速率提升，且工藝簡單，占地面積小、運(yùn)行靈活，有優(yōu)化及控制混凝過程，可提高過濾效果，緩解膜污染。

表1 超濾膜技術(shù)及傳統(tǒng)處理工藝的多種水質(zhì)指標(biāo)比對結(jié)果

（2）再者，工藝處理中含氯氧化預(yù)處理，且膜系統(tǒng)含EFM，屬低濃度藥品快速清洗方式，可緩解膜污染，延長清洗周期。

（3）以超濾反沖洗水回收裝置對膜反沖洗，回收，可減少廢水排放量，以該供水廠為例，其廢水控制每年減少22萬m3的排放。

（二）工藝設(shè)計(jì)

該工程包含進(jìn)水、預(yù)處理、混凝劑配置、粉末炭配置、超濾膜處理、消毒、清晰、反沖水回收、供氣、監(jiān)測控制等性，預(yù)處理含自動過濾清洗、管道混合、絮凝池系統(tǒng)。絮凝池為10mi網(wǎng)格絮凝，預(yù)氧化劑、粉末活性炭考慮原水水質(zhì)有針對性投入，混凝劑為三氯化鐵。膜處理分4個模塊，152膜，以LH3-1060-V內(nèi)壓使合金PVC超濾膜支持，其通量37.5/（m2·h），過濾周期30min，過濾跨膜差在0.15MPa以下。

四、過濾效果分析

（1）濁度：經(jīng)上述工程設(shè)計(jì)處理，4個膜組及總出水濁度處于0.07-0.08NTU，且在0.1NTU以下，故超濾膜技術(shù)可有效去除濁度，效果理想。

（2）顆粒物：處理后的水中顆粒物（粒徑在2μm以上的）在10個/mL以下，2μm以上的顆粒物少于100個/mL，則水中兩蟲出現(xiàn)概率大大降低。將超濾膜技術(shù)應(yīng)用到市政供水中，可有效去除兩蟲。

（3）有機(jī)物：對系統(tǒng)膜出水及傳統(tǒng)處理工藝處理后的有機(jī)物含量比對分析，發(fā)現(xiàn)二者均可滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》文件，去CODMn含量在3mg/L以下，但膜出水技術(shù)總體優(yōu)于常規(guī)出水技術(shù)，采用超濾膜技術(shù)，其藥劑投入相對較少，卻可以達(dá)到同等處理效果，故采取超濾膜技術(shù)可節(jié)省成本投入。

（4）超濾膜技術(shù)在市政供水中應(yīng)用和傳統(tǒng)工藝的其他水質(zhì)指標(biāo)比對結(jié)果如表1所示。

由表1可得，采取超濾膜技術(shù)，其對亞硝酸鹽、余鐵、硬度、pH及藻類的去除效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，其中對藻類的去除甚至達(dá)到未檢出的標(biāo)準(zhǔn)，可見超濾膜技術(shù)優(yōu)越性突出。

五、市政供水工程中超濾膜技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

在市政供水工程中應(yīng)用超濾膜技術(shù)，應(yīng)結(jié)合原水水質(zhì)確定預(yù)處理方式，要求預(yù)處理滿足膜工藝進(jìn)水水質(zhì)要求，保障處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。對原水水質(zhì)穩(wěn)定的，可不設(shè)沉淀池，并在工藝處理中設(shè)自清洗過濾器，阻斷大顆粒污染物進(jìn)入系統(tǒng)。超濾是自來水處理的最后屏障，要保障其出水安全性，對膜構(gòu)件完整性實(shí)時監(jiān)測。

六、結(jié)束語

綜上所述，案例該水處理廠采取膜處理工藝投產(chǎn)后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)滿足要求，選取混凝-超濾工藝可行性突出。且目前超濾膜技術(shù)的應(yīng)用投入成本也得到進(jìn)一步控制，其占地面積小、自動化、智能化程度不斷提高，未來將在市政供水工程中更廣泛應(yīng)用。