超濾膜技術在市政供水行業的工程應用

艾羊羊 江西理工大學土木與測繪工程學院

水資源污染問題引起國家重視，市政供水行業對水資源質量嚴格控制，采取超濾膜技術對廢水、滲透、飲用水凈化處理，發現效果良好[1]。以下對超濾膜技術在市政工程供水行業中實際也應用分析，從而促進超濾膜技術在市政供水處理中更好應用。

一、關于超濾膜技術

超濾膜技術通過超濾膜絲對雜質過濾，兩側設分離裝置[2]。受分離裝置驅動力影響，構成壓力差，可將水中大分子分離，如懸浮物、膠體等。此外，在市政供水中應用超濾膜技術，可以將水分子、無機鹽透過超濾膜絲，截流其他大分子，實現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，預計產水5000m3/d，占地390m2，產水率98%。

該供水廠處理的河內原水存在季節性藻類高發、低溫低濁狀況，水文、濁度及耗氧量區別較大，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，高溫狀態下藻類瘋狂生長，而低溫狀態藻類生長受限。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、設計分析

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

（一）工藝特點

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

表1 超濾膜技術及傳統處理工藝的多種水質指標比對結果

（2）再者，工藝處理中含氯氧化預處理，且膜系統含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）工藝設計

該工程包含進水、預處理、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、監測控制等性，預處理含自動過濾清洗、管道混合、絮凝池系統。絮凝池為10mi網格絮凝，預氧化劑、粉末活性炭考慮原水水質有針對性投入，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：經上述工程設計處理，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，則水中兩蟲出現概率大大降低。將超濾膜技術應用到市政供水中，可有效去除兩蟲。

（3）有機物：對系統膜出水及傳統處理工藝處理后的有機物含量比對分析，發現二者均可滿足《生活飲用水衛生標準》文件，去CODMn含量在3mg/L以下，但膜出水技術總體優于常規出水技術，采用超濾膜技術，其藥劑投入相對較少，卻可以達到同等處理效果，故采取超濾膜技術可節省成本投入。

（4）超濾膜技術在市政供水中應用和傳統工藝的其他水質指標比對結果如表1所示。

由表1可得，采取超濾膜技術，其對亞硝酸鹽、余鐵、硬度、pH及藻類的去除效果明顯優于傳統工藝，其中對藻類的去除甚至達到未檢出的標準，可見超濾膜技術優越性突出。

五、市政供水工程中超濾膜技術應用經驗

在市政供水工程中應用超濾膜技術，應結合原水水質確定預處理方式，要求預處理滿足膜工藝進水水質要求，保障處理系統穩定運行。對原水水質穩定的，可不設沉淀池，并在工藝處理中設自清洗過濾器，阻斷大顆粒污染物進入系統。超濾是自來水處理的最后屏障，要保障其出水安全性，對膜構件完整性實時監測。

六、結束語

綜上所述，案例該水處理廠采取膜處理工藝投產后，系統運行穩定，出水水質滿足要求，選取混凝-超濾工藝可行性突出。且目前超濾膜技術的應用投入成本也得到進一步控制，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用。