壓力式超濾技術(shù)在給水處理中的應(yīng)用研究

鐘高輝 葉平 唐菠

摘 要：利用常規(guī)混凝沉淀+壓力式超濾工藝處理西江原水，考察了壓力式超濾系統(tǒng)出水水質(zhì)，研究了試驗(yàn)期間壓力式超濾工藝的跨膜壓力（TMP）變化，以及超濾膜的化學(xué)清洗。試驗(yàn)結(jié)果表明：壓力式超濾工藝的出水安全可靠，CODMn、氨氮、濁度，均達(dá)到了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）和《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ94-2005）的要求；系統(tǒng)在試驗(yàn)條件下運(yùn)行，TMP增長(zhǎng)緩慢；用HCl和NaClO進(jìn)行化學(xué)清洗，可有效控制膜污染。

關(guān)鍵詞：壓力式超濾工藝；跨膜壓差；化學(xué)清洗

Abstract：The pressurized ultrafiltration technology were applied to treat Xijiang source water. The effluent quality of ultrafiltration technology was evaluated. The variation of transmembrane pressure （TMP） during the experiment was also studied. Finally， we investigated the chemical cleaning method .The results showed that the treated water quality by the pressurized ultrafiltration technology was steady and safe. The concentrations of CODMn，ammonia nitrogen， turbidity in the effluent could still meet the sanitary standard for drinking water （GB5749-2006） and water quality standards for fine drinking water （CJ94-2005）. When the membrane is run under the best membrane flux， the TMP increased slowly. The membrane fouling could be controlled effectively by chemical cleaning with HCl and NaClO.

Keywords：pressurized ultrafiltration technology；transmembrane pressure；chemical cleaning

超濾工藝能能有效去除水中的病原菌（如賈第蟲孢囊、隱孢子蟲卵囊和大腸桿菌），目前，是保證水中微生物安全性最有效的技術(shù)[1]。有學(xué)者提出，以超濾為核心技術(shù)的組合工藝，是飲用水凈化工藝一個(gè)新的發(fā)展方向，將成為第三代城市飲用水凈化工藝的主要特征[2]。

1 實(shí)驗(yàn)裝置和方法

1.1 中試工藝流程

試驗(yàn)所用原水為西江水，中試試驗(yàn)系統(tǒng)由混凝沉淀常規(guī)處理系統(tǒng)+壓力式超濾處理系統(tǒng)組成。工藝流程如圖1所示。

圖1中試工藝流程圖

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

本試驗(yàn)所采用壓力式超濾系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的中空纖維柱式超濾膜系統(tǒng)，運(yùn)行參數(shù)為：膜通量為80L/（m2·h），連續(xù)產(chǎn)水28分鐘后停止產(chǎn)水，清洗2分鐘，之后繼續(xù)產(chǎn)水，每天一次維護(hù)性清洗。

2013年9月18日～2013年11月5日，超濾系統(tǒng)正式運(yùn)行，每天監(jiān)測(cè)混凝沉淀+壓力式超濾系統(tǒng)的出水水質(zhì)，同時(shí)考察超濾系統(tǒng)的跨膜壓差（TMP）變化、確定化學(xué)清洗方式。

1.3 分析項(xiàng)目及方法

TMP：真空表直接讀數(shù)；濁度：HACH-2100A濁度儀；顆粒數(shù)：HIAC-9703型顆粒計(jì)數(shù)儀；CODMn：酸性高錳酸鉀法；氨氮：納氏試劑分光光度法。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 壓力式超濾系統(tǒng)出水水質(zhì)

試驗(yàn)期間，原水CODMn0.72～2.41mg/L，經(jīng)過(guò)混凝沉淀，壓力式超濾系統(tǒng)出水CODMn0.2～1.44mg/L，平均去除率約33.5%；原水氨氮0.071～0.367mg/L，系統(tǒng)出水氨氮0.024～0.16mg/L，平均去除率為35.79%；西江原水濁度為3.26～9.68NTU，壓力式超濾出水濁度為0.026～0.079NTU。試驗(yàn)系統(tǒng)最終出水達(dá)到了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）和《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ94-2005）。

2.2 超濾系統(tǒng)TMP變化

在壓力式超濾膜工藝正常運(yùn)行的46天里，超濾系統(tǒng)TMP逐漸增大，從43.5KPa升高至57.0KPa，上升趨勢(shì)相對(duì)平緩，每個(gè)產(chǎn)水周期反洗前后，壓力變化2～6Kpa。用混凝沉淀作為超濾的預(yù)處理工藝，緩解了超濾膜污染，超濾膜受到的污染少。

2.3 超濾膜的化學(xué)清洗

超濾系統(tǒng)TMP于11月4日升高到了56.1kPa，于是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線化學(xué)清洗。先用HCl浸泡膜絲，同時(shí)不斷曝氣抖動(dòng)膜絲，從而去除膜絲最外面的無(wú)機(jī)物[3]，然后再用NaClO浸泡膜絲，去除膜表面附著的有機(jī)物。化學(xué)清洗后，系統(tǒng)TMP從56.1kPa降低到了44.2kPa，因此可知，這種化學(xué)清洗方式效果明顯，能有效控制膜污染。

3 結(jié)束語(yǔ)

3.1 混凝沉淀+壓力式超濾用于處理西江原水，其出水CODMn、氨氮、濁度都達(dá)到了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）和《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ94-2005）。

3.2 在設(shè)定運(yùn)行方式下，當(dāng)過(guò)濾膜通量為80L/m2·h時(shí)，超濾系統(tǒng)運(yùn)行46天后，TMP從43.5kPa升高到57kPa，每個(gè)產(chǎn)水周期反洗前后，壓力變化2～6Kpa。

3.3 化學(xué)清洗方式為：先用0.2%的HCl浸泡膜絲，再用500mg/L NaClO浸泡膜絲，TMP從56.1kPa降低到了44.2kPa，可有效控制膜污染。

參考文獻(xiàn)

[1]王琳，王寶貞，等.活性炭與超濾組合工藝深度處理飲用水[J].中國(guó)給水排水，2002，18（2）：1-4.

[2]李圭白，楊艷玲.第三代城市飲用水凈化工藝-超濾為核心技術(shù)的組合工藝[J].給水排水，2007，33（4）：1-1.

[3]劉忠洲，續(xù)曙光，等.微濾、超濾過(guò)程中的膜污染與清洗[J].水處理技術(shù)，1997，23（4）：187-193.

作者簡(jiǎn)介：鐘高輝（1987-），男，四川達(dá)州人，碩士研究生，廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，助講，研究方向?yàn)楣腆w廢棄物資源化利用和環(huán)境修復(fù)。