超濾技術(shù)在飲用水深度處理的實際應用
前言
在我國，隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，水污染呈發(fā)展趨勢，工業(yè)發(fā)達地區(qū)水域污染尤為嚴重水，資源短缺問題也日益突出，城市缺水現(xiàn)象越來越嚴重。農(nóng)村地區(qū)的飲用水問題更為嚴重。農(nóng)村地區(qū)飲用水的水源呈現(xiàn)分散、多樣性和不穩(wěn)定的特點，水源得不到有效保護，飲水處理往往只經(jīng)簡單的沉淀或澄清處理，不能有效殺滅細菌、病毒等微生物，更不能去除有機農(nóng)藥的殘留物，使生活在農(nóng)村地區(qū)的人群的生命健康受到嚴重影響。
傳統(tǒng)的飲用水處理技術(shù)及強化常規(guī)處理技術(shù)，已無法滿足人們對飲用水水質(zhì)的要求。目前國內(nèi)外的水深度處理技術(shù)，主要有生物氧化、臭氧氧化、活性炭吸附技術(shù)、高錳酸鉀氧化、膜法處理等。其中膜法飲用水處理技術(shù)，作為一種革命性的技術(shù)，已在發(fā)達國家廣泛應用，在我國也已廣為關注。本文就一個150噸/天的小型超濾膜法水廠實例，分析超濾技術(shù)對于鐵、錳及微生物指標嚴重超標的地表飲用水源的實際處理效果。
1.工程概況
該工程位于浙江省湖州市妙西鎮(zhèn)基山村，由于村莊分散且附近水源地得不到有效保護，村民原來一直飲用經(jīng)簡單沉淀處理后不達標的河水。作為浙江省“千萬農(nóng)民飲用水工程”示范工程項目，該水廠已于2004年12月投入運行，日供水能力為150噸（運行24小時），目前主要供應兩個自然村約150戶村民的生活用水。
2.原水水質(zhì)分析及工藝原理
2.1原水水質(zhì)
水源為河水，主要不合格指標是色度、嗅和味、濁度、鐵、錳、耗氧量（KMnO4法）、總大腸菌群。水源水中不合格項目及產(chǎn)水中對應項目的具體檢驗結(jié)果見表1和表2，檢驗依據(jù)：GB5750-85、《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》2001；評價依據(jù)：CJ3020-93（二級）、GB5749-85。
檢驗項目 單位 標準要求 檢驗結(jié)果 結(jié)果判斷
色 度 不應有明顯的其他異色 16，混濁 不合格
渾濁度 度（NTU） ---- 83.7 ----
耗氧量(KMnO4法) mg/L ≤6.0 10.0 不合格
總大腸菌群 個/L ≤10000 ＞16000 不合格
溶解鐵 mg/L ≤0.5 1.75 不合格
總鐵 mg/L ---- 3.10 ----
錳 mg/L ≤0.1 1.27 不合格
氟化物 mg/L ≤1.0 1.22 不合格
2.2超濾對于懸浮物和微生物的去除
超濾膜分離技術(shù)的主要特點是具有很高的過濾精度，該工程采用的是公稱過濾精度達到0.03微米的超濾膜，它能夠?qū)崿F(xiàn)：
(1)對于造成水質(zhì)混濁的懸浮物具有很高去除能力；產(chǎn)水濁度通常達到0.2NTU以下；
(2)對于大腸桿菌等微生物具有99.99%以上的去除能力。由于微生物通常在0.5微米以上，因此0.03微米的超濾膜對于去除微生物十分有效；
(3)對于鐵、錳、鋁等膠體具有90－95％以上的去除能力。但對于呈溶解態(tài)的鐵離子等沒有去除能力。
2.3超濾對于鐵、錳的去除
超濾能夠去除呈膠體或者懸浮物性質(zhì)的鐵、錳，但不能去除水中溶解的亞鐵離子和二價錳離子，必須配合使用氧化劑，把亞鐵快速氧化成三價鐵，在中性pH附近形成不溶性的鐵膠體，把二價錳氧化成四價錳，通過超濾過濾除去。
在常規(guī)水處理工藝中，采用曝氣加錳砂過濾的方法來去除水中溶解的鐵、錳。在本工程中，考慮到占地、投資等因素，采用了在超濾進水投加次氯酸鈉的方法來實現(xiàn)此目的，加入量為6ppm。
2.4超濾對于氟的去除
水源水中氟化物超標，但超濾本身不能去除呈溶解態(tài)的氟離子。目前除氟工藝主要有活性氧化鋁吸附過濾、骨炭吸附過濾、鋁鹽混凝沉淀、電絮凝、電滲析等，本工程中用國產(chǎn)聚合氯化鋁（PAC）作絮凝劑，鋁鹽形成的礬花粒子Al(OH)3（S）對水中氟離子具有一定的吸附能力，然后借助超濾對于鋁鹽水解形成的膠體的截留作用來實現(xiàn)除氟的目的。
工程運行中，PAC加入量10ppm，氟化物6的去除率為49%，已經(jīng)能夠滿足飲水要求。如果要提高去除率，需投加更多的PAC量。
3.產(chǎn)水水質(zhì)分析
經(jīng)檢測，超濾的產(chǎn)水各項指標符合GB5749-85《生活飲用水衛(wèi)生標準》，見表2。
驗項目 單位 標準要求 檢驗結(jié)果 結(jié)果判斷
色 度 ≤15,不得呈現(xiàn)其他異色 5，無異色 合格
渾濁度 度（NTU） ≤3 0.2 合格
總鐵 mg/L ≤0.3 ＜0.20 合格
錳 mg/L ≤0.1 ＜0.10 合格
氟化物 mg/L ≤1.0 0.62 合格
細菌總數(shù) 個/ml ≤100 ＜1 合格
總大腸菌群 個/L ≤3 ＜3 合格
從表2中可以看到，經(jīng)過“氧化－超濾”的工藝，水中總鐵和錳能夠去除得比較徹底；通過添加聚鋁絮凝劑，對氟也有一定的去除能力，達到了飲用水的規(guī)范要求。其它各項指標也遠遠低于《生活飲用水衛(wèi)生標準》的各項要求。
4.先進膜法飲用水處理工藝特點
與傳統(tǒng)的飲用水處理工藝、常規(guī)的飲用水深度處理工藝相比，膜法工藝具有以下優(yōu)點：
a.過濾精度極高，對于懸浮物、微生物、膠體具有很高的去除率；
b.產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，受進水波動影響小；
c.模塊化的裝置設計，即滿足大型水廠的需要，又更適合小型分散供水系統(tǒng)；
d.流程短，不需投加或投加少量化學藥劑，便于實現(xiàn)自控。
5.結(jié)論
基山村飲用水處理項目開創(chuàng)了國內(nèi)農(nóng)村膜法飲用水處理的先例，當?shù)氐睦习傩找押壬狭朔蠂摇渡铒嬘盟l(wèi)生標準》的自來水，從而告別了世代飲用“方便水”的歷史。該項目取得了良好的社會效益，為大規(guī)模的推廣和運用提供了真實和可靠的依據(jù)，膜法飲用水處理工藝將成為取代傳統(tǒng)工藝最好的選擇，具有廣闊的發(fā)展前景。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
