超濾膜制水工藝效果分析

吳忠東，吳衛民

(華僑大學 泉州校區后勤水電中心，福建 泉州 362021)

如何安全環保地生產令民眾放心的水一直是制水人長期探討的問題。一般小型水廠制水采用常規水處理工藝，它包括混合、反應、沉淀、過濾及消毒5個過程。原有工藝主要存在出水濁度，僅能滿足原國標出水濁度3NTU的要求，難以達到新國標要求的問題。華僑大學泉州校區水廠充分利用原有廠區空地和運行管道 ,盡可能降低投資成本和運行費用，升級改造了原本的制水設備，從而滿足全校師生喝上放心水的愿望。在工藝設計、設備選用方面力求做到技術先進、工藝可靠、設置合理、性能優越、占地面積小、操作簡單和維護方便的超濾膜設備。超濾對水中的大分子，有機污染物，細菌和病毒有著很高的去除率，并且去除效果穩定，能有效降低出水濁度和顆粒數。超濾膜電氣控制技術采用PLC全自動控制, 操控性能好,維護使用操作方便，大大提高維護穩定性。

1 水廠概況

華僑大學泉州校區水廠源水以泉州市北渠水為主，水庫為輔，是自給自足的小型水廠，有一座平流式沉淀反應池和一座立式水力循環澄清池，單池生產能力最大為5 000 m3/d和7 500 m3/d。混凝劑用聚合氯化鋁，消毒劑現制二氧化氯。生產出的出廠水質在已達現有國家標準的情況下,為了讓全校師生喝到更優質出廠水，2013年在原有的濾后水加裝一套總產水量10 000 m3/d超濾膜設備，濾池過濾的清水進入超濾系統后，出水后水質穩定，品質大幅提高(見圖1)。

2 工藝流程

2.1 超濾膜簡介

超濾膜(UF)是一層薄而致密的薄膜，膜的孔徑在0.01 μm～0.1 μm，它在濾后水和出水之間形成了一層有效的機械阻擋，可以有效地去除水中的顆粒物質,例如各類硅、鐵和鋁的膠體顆粒、細菌、病毒等，出水濁度基本穩定在0.1 NTU以下。鑒于超濾膜的高效性能，我們可以降低后續消毒加氯量,減少消毒副產物的生成量。膜后水的濁度指標達到NTU<0.1(國家新標準為1 NTU以下)，淤泥密度指數SDI<3(一般來說UF透過液的濁度<0.1 NTU，淤泥密度指數SDI<3)，因此中空纖維超濾后的水通常可以用作直飲水。

2.2 超濾膜組件性能參數

超濾膜組塊共5組，每組40支膜組件，膜組件共200支。單超濾膜組塊0～100 m3/h，每天生產量3 000 m3～10 000 m3。型號LH3-1060-V(見表1)。

表1 超濾膜組件的具體性能參數

超濾膜系統每天正常工作約50 min后需進行1次約30 s～80 s的自動反洗，汽水擦洗和氣體反向擠壓，抖落膜絲表面堆積松散污染物。每運行24 h還需化學加強反洗(CEB)一次氯酸鈉溶液氯洗，0.02%次氯酸鈉去除膜表面和膜孔中有機污染物和微生物污染物，化學加強反洗是用配置好的次氯酸鈉溶液進行反向循環清洗，隨后再進行正向沖洗，將化學清洗劑沖凈。其中次氯酸鈉將膜表面的有機污染物、細菌以及無機鹽的結垢而產生的污染物去除干凈，使得膜過濾通量在線恢復，保證系統穩定運行。在生產過程中時常需要根據實際情況及時調整清洗系統的有關參數，合理更改化學清洗頻次、藥劑種類和濃度、清洗浸泡時間等將有利于減緩膜污染，延長膜的使用壽命，維持系統的長期穩定運行，從而降低超濾膜系統的運行費用。

2.3 工藝流程簡述

源水經一級泵房輸送至平流式沉淀反應池和立式水力循環澄清池，經加混凝劑聚合氯化鋁混合反應產生礬花水，進入沉淀區將水中的顆粒沉于池底，清水流入砂濾池過濾。濾后水經管道輸送至膜處理車間地下緩沖池，然后經膜增壓水泵輸送膜組。經膜組過濾后的清水進入反洗水箱，反洗水箱溢流進入清水庫，在清水庫管道上投加二氧化氯消毒(見圖2)。

3 改造后效果分析

源水氨氮全年1.0 mg/L～5.38 mg/L，全年平均出水氨氮均小于《生活飲用水衛生標準》0.5 mg/L，出水濁度<1.0 NTU，指標要求合格率為100%。在線檢測有1臺綠潔型號GR-1500的顆粒計數儀和1臺Hach型號Sc200的產水濁度儀，24 h在線檢測超濾膜處理后出水的水質參數。

以下是超濾膜處理后某一天的出水水質參數,其中顆粒數<20個/mL(見圖3)，出水濁度<0.1 NTU(見圖4)，遠遠低于國家標準，并且在總硬度、濁度等方面遠低于傳統的砂濾后水，反映了超濾膜在凈水方面強大的功能，從而可以生產出讓老百姓放心的高質量水。

表2 超濾膜凈化后水質檢測結果對比

4 結束語

自從華僑大學泉州校區水廠采用超濾對凈化工藝進行升級改造后，超濾膜凈化系統運行至今性能穩定，出水水質達到優質水標準。筆者簡述升級超濾膜凈化系統升級改造后，超濾產水水質與原有生產產水水質的對比，超濾膜凈化系統升級改造后對出水水質的提升直觀分析，體現超濾膜對水廠生活用水，符合GB5794-2006《國家飲用水衛生標準》檢測標準的同時，進一步減少消毒副產物的產生，讓老百姓喝上放心水。