膜濾技術在飲用水凈化中的應用

王 迪，佟雪松

(長春師范大學化學學院，長春 130032)

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膜濾技術在飲用水凈化中的應用

王 迪，佟雪松

(長春師范大學化學學院，長春 130032)

對膜濾技術在水處理中的應用研究進展進行分析，闡述飲用水的凈化，通過分別研究來明確濾膜技術的發展狀況，對實踐過程中存在的不足提出相應措施，并對其進行不斷的改善。不僅可以提高我國飲用水的質量，也可以對生活與工業中的污水進行有效的處理。要引起相關部門的重視，并加大投資的力度。

濾膜技術；飲用水；凈化水資源

超濾膜技術是一種可對溶液狀態進行凈化、濃縮或者改善的分離技術，其處于微濾與納濾技術之間，在我國的水處理中有著較為廣泛的應用。以壓力差作為動力來進行膜過濾的技術有三種，分別是超濾膜技術、逆滲透膜技術及微孔膜過濾。三者之間的主要區分在于膜層所截留的最小粒子尺寸，微孔膜的孔徑范圍標準是0.02～10μm；逆滲透膜的孔徑標準是0.0001～0.02μm；而超濾膜的孔徑標準則是0.001～0.02μm。所以，超濾膜通常適用于水處理的過程，以此對其他分離技術難以處理的膠狀懸浮分離。隨著超濾技術的不斷完善與發展，逐漸開始使用高分子分離膜，將高分子材料用于模制作可以提高水處理的效果與質量。

超濾進行的過程也可以理解成篩分的過程，將膜兩側之間的壓力差作為動力來對雜質進行處理，當水流過超濾膜表面時，只有水、小分子物質以及無機鹽等物質可以透過，也就對水中存在的雜質、懸浮物以及蛋白質等大分子物質進行隔離與分離，以此來保障飲用水的純度與干凈?，F階段的超濾膜通常是不對稱的結構，通過一層相對較薄的指紋結構多孔膜來進行分離與支撐。

1 膜濾技術在飲用水凈化中的應用

膜濾技術是對飲用水中懸浮顆粒以及膠狀物質進行隔離的有效屏障，也可以有效的去除細菌、病毒等水生物，是現階段飲用水凈化處理中的主要方式。與傳統的應用水凈化處理方式進行比較，具有可調節、適應能力強等特點，但在實際應用過程中，由于超濾膜的截留分子量相對較大，所以，在去除溶解性金屬離子、有機物、溶解鹽等小分子有機物方面相對較差?，F階段飲用水凈化的技術逐漸成熟，但依然存在一定的問題，這就要求不斷深化這方面的研究。

2 飲用水面臨的問題

首先，是水質的污染問題逐漸加劇，并且水質的標準也在提高。隨著社會經濟的不斷發展，水質污染的問題受到廣泛的關注。據我國相關部門調查表明，我國地表水的總體水質屬于中度污染，有1/4的飲用水源難以達到相應的標準與規范，這也就難以保障飲用水的正常使用。同時，由于社會經濟的發展逐漸加快，人們的生活水平有了顯著的提高，對飲用水的要求與標準也在不斷地提高，因此，我國的飲用水監測標準也在不斷地改變，由1985年的35項監測標準增加到現在的106項監測標準，對其進行監測的力度也在不斷地加大，此外，還增加了很多非常規的監測項目，例如隱孢子蟲與賈第蟲的指標等。生活飲用水的監測標準不斷地提高，對飲用水凈化處理的工藝也就有了新的要求，這就要求不斷完善超濾技術，以此來提高飲用水的質量。其次，是飲用水廠水處理工藝上存在一定的問題。常規的處理工藝主要是對飲用水中存在的膠體物質、懸浮物以及不利于身體健康的微生物進行處理，但這種處理方式難以達到飲用水的標準，所以，應該改善工藝中存在的不足之處。傳統的水處理工藝沒有有效的去除水中的有機物，這也就難以保障飲用水的質量。同時，現階段我國的水資源污染相對較為嚴重，常規加臭氧、活性炭進行深度處理的工藝存在一定的不足，例如原水溴離子的含量相對較高，所以，在出水的時候監測可能超標，而這種物質是國際上檢出的致癌物，所以應該有效控制其含量。據相關研究表明，活性炭可以有效去除其超標含量，但也會帶來一定的健康威脅，所以在對臭氧、活性炭使用的過程中應該慎重。同時，在出水的過程中會帶走相應的活性炭表面生物膜，使出水的濁度存在不穩定現象。此外，在出水的過程中，微生物的安全性會降低，由于出水過程中的生物膜使炭濾池中的細菌與微生物逐漸增多，所以，難以保障水資源的凈化效果。由此可見，要想提高飲用水凈化的效果，就應該有效的改善原有的工藝，以此來滿足人們生活的要求。

3 超濾技術的優勢

超濾技術屬于綠色物理分離技術，可以起到擴散與篩選的作用，即使不在其中添加混凝劑，也可以對水中的膠狀物質以及懸浮物進行有效的處理，所以，超濾技術可以在一定程度上降低對水資源的污染問題。同時，超濾技術也可以有效的去除飲用水中的微生物，例如賈第蟲、隱孢子蟲、病毒以及細菌，等等。在出水的過程中，對水質也有一定的保障，可以達到國家的標準與要求，所以，無須針對出水進行再次殺菌消毒，這也就降低了二次污染的現象。超濾技術可截留分子的質量范圍多是為500～106的物質，現階段天然水中的有機物多在這一范圍之內，所以，超濾技術可以有效去除水中的有機物，同時，也可以減少水中消毒劑的含量，降低其所產生的副作用，從根本上提高飲用水的安全性。在對飲用水進行常規的過濾時，一部分的污染物會吸附在濾料的表面，與傳統的工藝進行比較，超濾技術能有效去除水中的污染物，具有較強的穩定性，由于水通過濾膜的時間相對較短，使濾膜設備的容積相對較小，這也是其他常規工藝難以達到的技術。

4 超濾技術在水處理中的效果

通過相關的實踐與研究可以明確，超濾技術對現階段的水處理質量有著直接的影響，其可以有效去除飲用水的濁度、微生物、病毒、細菌、色度、有機物以及無機離子。據調查表明，超濾膜技術對飲用水進行凈化的過程中對水濁度進行去除的效率可以達到95%之上，并且在出水的過程中濁度相對較為穩定，受外界因素的影響相對較小，如果是通過微絮凝-直接超濾的工藝與混合-絮凝-超濾工藝都可以使出水的濁度保持在0.1 NTU之下。同時，超濾技術對飲用水中微生物、兩蟲以及藻類的去除率可以達到100%。

5 超濾技術在水處理應用中存在的問題

超濾技術在使用的過程中會受到一定程度的污染，現階段膜污染的途徑主要有以下幾種類型：首先，是吸附污染，簡單地說就是有機物被吸附到膜面上；其次，就是由于沉淀引起的污染，就是水中難以溶解的金屬氫氧化物在膜的表面沉淀，造成結垢現象，影響了水處理的效果；生物造成的污染主要是指由微生物造成的濾膜面積減少，出現這一系列問題的主要因素就是由于膜的材料與其表面的性能差異，同時水中的有機物、鹽濃度、pH值等方面的影響，對濾膜表面都會造成一定的負面影響，進而影響到水處理的效果。

近幾年，水污染的現象不斷嚴重，國家對飲用水的檢查標準也在不斷的提高，傳統的飲用水處理方式已經難以滿足現階段人們對飲用水的要求，其難以對水質中的有機物等進行有效的處理，并造成水中的溴酸鹽濃度嚴重超標，這對人們的身體健康有著直接的影響。在這一狀況之下，超濾技術以其自身獨特的優勢受到廣泛的關注與應用，不僅可以有效改善傳統飲用水處理中的不足，也可以對水中的細菌、病毒、微生物以及有機物等進行處理，還可以對飲用水進行綜合處理，改善復雜的原水水質，所以，得到了廣泛的應用。雖然其中存在一定的問題與不足，濾膜容易受到污染，使用的成本相對較高，但隨著科技的不斷發展與進步，其會在不斷實踐中得到有效的解決，由此可見，超濾技術將是我國飲用水處理中的主要工藝，這就要求相關的學者與專家加強對其研究的力度，從根本上提高水資源的質量與效果。

[1] 賈永志，呂錫武，周海峰.超濾技術及其在水處理領域的研究進展[J].凈水技術，2006，(07)：14-16.

[2] 李琳琳，單學敏，高麗.超濾技術在水處理中的應用研究[J].安全與環境工程，2011，(07)：83-86.

[3] 牛濤濤，李振玉，汪建根，等. 超濾在廢水處理中的應用[J].河北化工，2008，(05)：71-72.

Application of membrane filtration technology in drinking water purification

WANG Di, TONG Xue-song

(College of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun 130032, China)

The development of membrane filtration technology in water treatment is analyzed, and the purification of drinking water is described. The development of membrane filtration technology is clarified by studying separately. The corresponding measures are put forward in the course of practice, which can not only improve the quality of drinking water in China, but also make effective treatment on life and industrial wastewater. Relevant departments should attach importance on this issue and increase the investment.

Membrane filtration technology; Drinking water; Purification of water resources

2016-10-14

王迪(1980-)，男，講師，博士。

TQ072

B

1674-8646(2016)20-0010-02