超濾膜技術在農村飲水安全工程中的探索

劉云貴

【摘 要】我國是一個農業大國，也是一個發展中大國，有70%以上的人口居住在農村，鞏固提升農村飲水安全是水利工程的重要內容之一。為了更好地推動超濾膜技術的發展，論文從多個角度對其進行了分析，以期加快飲水安全工作的發展。

【Abstract】Our country is a big agricultural country and a big developing country in the world. More than 70% of the population live in the countryside. Improving the drink water safety is one of the important context of water conservancy engineering. In order to better promote the development of ultrafiltration membrane technology， paper analyzes this technology from several aspects， in order to speed up the development of drinking water safety work.

【關鍵詞】超濾膜；安全飲水；探索

【Keywords】ultrafiltration membrane； safe drinking water； explore

【中圖分類號】TV5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0162-02

1 引言

農村飲水安全關系到千家萬戶，是各級水利工作的重點之一。按照全面建成小康社會、打贏脫貧攻堅戰的總體要求，在“十三五”期間，紅河州進行了涉及71萬人的飲水安全鞏固提升工程。主要依托水庫、塘壩等穩定水源，通過延伸供水管網，擴大供水范圍，推進城鄉供水一體化；在人口相對集中，有水源條件的平壩區，興建一批跨村鎮聯片規模化集中供水工程，推進聯村并網集中供水，力爭每個縣市打造1至2件1000m3/d規模以上的集中供水工程，全州建成3158件200m3/d規模以上的集中供水工程；在人口居住分散的山區、半山區，實施約3萬件小型集中供水和分散式供水工程進行鞏固提升，從而進一步提高農村飲水安全保障程度和質量。本文結合近幾年的人畜飲水安全工程實施情況，對超濾膜在元陽縣紙廠水廠水質處理進行論述，分析超濾膜技術在飲水安全工程中應用前景。

2 超濾膜技術的優點

2.1 出水微生物的安全性高

超濾膜的孔徑通常為0.001～0.02 μm，能有效地過濾水中的微生物，并減少消毒劑的使用量。因此，應用超濾膜技術可極大地優化水質。

2.2 水質好，混凝劑投放少

在水處理中應用超濾膜技術能夠高效地去除水中的懸浮物和降低濁度，且無視水體的化學特性，產水濁度通常能達到0.1 NTU 以下。此外，應用超濾膜技術還能極大地減少混凝劑的使用量，在原水水質允許的情況下，甚至可以不投放混凝劑，從而避免其污染凈水。

2.3 操控性能強大

通常情況下，超濾膜技術采用自動化PLC 控制形式，能實現自調整和自適應。因其操作界面可視化，極大地降低了操作難度，操作人員只需要經過簡單的學習，就能輕松操作該系統。

2.4 造價低廉，易于改造

對于現已經投入使用的凈水系統，應用超濾膜技術時并不需要改造，只需要在原有的凈水系統中加入超濾膜組件即可。

2.5 與其他單元的組合較為簡單

超濾膜技術能與化學預氧化、強化混凝、活性炭吸附等工藝組合在一起，從而去除水中的有機物。此外，有機物的去除還對氯胺的消毒副產物起到了有效的控制作用。

3 工程背景

元陽紙廠水廠工程規模的確定按照《村鎮供水工程設計規范》（SL 687-2014）確定具體的工程規模為5000m3/d，屬于規模化供水工程Ⅱ型。

新建輸水管道571.75m，配水主管20200.86m，其中嘎娘鄉10125.01m，上新城鄉10075.85m；新建配水支管69233.74m，其中嘎娘鄉16635.78m，上新城鄉52597.96m；改造村內供水管網長129840m，其中嘎娘鄉66040m，上新城鄉63800m。嘎娘鄉新建水池200m31座，120m32座，50m31座，上新城鄉新建水池100m33座。紙廠村排污工程新建濾池及消毒池各1座，混凝土暗涵2459m。

4 水處理工藝

4.1 工藝流程

工程采用超濾膜技術處理設計 ，工藝流程為：原水→引水管→超濾膜凈水設備→用戶。

4.2 超濾設備組成

超濾膜設備是以超濾膜組件為核心過濾部件，在同一機架內整合了反洗泵、預過濾器、計量泵、管道、閥門、儀表及控制柜的，并能獨立工作的單元裝置。通過控制柜內部安裝的PLC，自動控制水泵、自動閥門的工作狀態，實現“膜過濾、膜反沖洗、膜待機”等工藝過程的自動化。

①超濾膜組件

超濾膜可用于除去水中的懸浮微粒、膠體、微生物等。在水壓的作用下水分子及小分子物質透過超濾膜，水中的懸浮微粒、膠體、微生物等則被截留在超濾膜的內表面。由于絕大多數細菌和微生物的直徑都大于 0.1 微米，比超濾膜孔徑大 10 倍以上，因此超濾膜能有效截留細菌、病毒等，從而產水水質優良。

經過一段時間的過濾，超濾膜上截留物會越來越多，為了維持超濾組件產水量的穩定，要定期進行水反洗，通過反洗使超濾膜產水通量得以恢復。

②反洗系統

反洗系統的主要作用是通過水的沖洗除去超濾表面的截留物，使超濾膜產水通量得以恢復。反洗系統由反洗泵和反洗水箱組成。endprint

③原水預過濾器

原水預過濾器的主要作用是過濾掉原水中的較大懸浮物等雜物，保證膜進水中沒有對膜有損傷的雜物。

④化學清洗系統

超濾水反洗并不能完全去除超濾表面的截留物，隨著長時間的運行，當水反沖洗無法去除的截留物越來越多時，需要通過化學清洗系統加藥循環清洗才能去除。化學清洗系統包括化學清洗泵、化學清洗水箱。采用的藥劑包括次氯酸鈉、NaOH和檸檬酸。

4.3 凈水系統

①過濾：原水從原水口A進入超濾膜，懸浮微粒、膠體、微生物、細菌等被超濾膜所截留，凈水從產水口C進入后繼工藝。

②反洗：經過一段時間的過濾，超濾膜內壁上的截留物會越來越多，為了維持超濾組件產水量的穩定，要定期進行反洗使超濾膜產水通量得以恢復。反洗水從產水口C進入，透過超濾膜后將污染物帶出并通過原水口A和濃水口B排出。

③維護性清洗：為了延長化學清洗周期，使超濾膜的通量維持在一個穩定的水平，通常可根據需要在反洗水中加入NaClO來進行化學反沖洗，通常濃度為100～200ppm，浸泡時間為 15～30min。維護性清洗周期為 7～14d。

④化學清洗：化學清洗又稱為恢復性清洗，通過化學清洗可以使通量得以徹底恢復，清洗周期一般為 4～6 個月，具體時間根據具體進水水質、運行情況而定。化學清洗通常通過化學清洗循環泵，常用藥劑為NaClO、HCl、NaOH。

⑤完整性檢測分為直接完整性檢測以及間接完整性檢測。間接完整性檢測主要是通過在線顆粒計數儀、在線濁度儀等，通過水質狀況反應膜組件完整情況；直接完整性檢測，主要是通過向內壓膜組件膜絲內側通入壓縮空氣，在 0.1MPa壓力下保壓，通過觀察每個膜組件上方產水管透明段，如果有氣泡則說明膜泄露。

5 水質檢測試驗結果

為了檢驗超濾膜的凈化處理效果，在項目實施前，需要安裝一套設備取樣做試驗，測試處理結果是否滿足要求。 根據GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》進行檢驗，在原水檢驗項目的33項中，渾濁度、菌落總數、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌4項不符合標準要求。經過超濾膜一次凈化處理后，所檢驗33項目均達到生活飲用水標準。

6 結語

超濾膜技術具有安全性高、水質穩定的特點，在飲水安全工程中具有非常廣闊的發展前景。

【參考文獻】

【1】劉勇.紅河州計量檢測業務監管公共服務平臺設計及應用[J].計量與測試技術，2014，41（3）：101-103.

【2】黃偉.對完善檢驗原始記錄錯誤信息更改規定的思考[J].中國技術監督，2013（3）：58-59.endprint