膜技术在饮用水深度处理中的应用现状VIP免费

中国工程科学膜技术在饮用水深度处理中的应用现状吴礼光1，2，赵海洋3，张林3(1.浙江工商大学环境科学与工程学院，杭州310018；2.城市水资源开发利用(北方)国家工程研究中心浙江研究与开发基地，杭州310012；3.浙江大学化学工程与生物工程学系，杭州310027)[摘要]从压力驱动膜及膜集成技术的特点出发，结合不同水源水质，对膜技术应用于饮用水深度处理方面的进展进行了分析和综述，并提出膜法饮用水深度处理的发展建议。[关键词]膜技术；集成过程；饮用水深度处理[中图分类号]TU991.2[文章标识码]A[文章编号]1009-1742（2014）07-0106-071前言水是生命之源，与人类的日常生活密切相关，而饮用水质量更是直接关乎人体健康。随着经济的高速发展以及人类活动程度的加速，饮用水水源污染问题已呈日益恶化的趋势。据世界卫生组织(WHO)调查资料显示，全世界已发现约80%的疾病和50%的癌症与饮用不洁净的水有关[1]。我国人口众多，人口与资源、环境以及经济社会发展的矛盾突出，由于过去过分关注发展速度，对环境关注不够，很多地区水污染问题较严重，饮用水水质难以保证。不仅如此，一些突发性的污染事件，对饮用水质同样造成很大影响。因此，开发实用的饮用水深度处理和应急技术具有重要意义。近年来主要包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。相对于传统的水处理技术，压力驱动膜过程更为高效、低耗，因此，本文结合膜分离特点，对国内外膜法饮用水深度处理的研究与应用进展进行总结，并提出我国未来膜法饮用水处理技术的发展方向。2MF技术在饮用水深度处理中的作用MF技术主要用于去除水体中的悬浮物、细菌等大颗粒物质，因此，常应用于饮用水生产的预处理或初级阶段，一般要结合其他工艺才能起到保障饮用水水质的作用。朱建文等[2]建立了一套MF中试系统直接用于杭州清泰水厂的沉后水处理，中试结果表明：MF膜对浊度的去除率>99%，对细菌、大肠杆菌的去除率接近100%，且基本不受通量的影响；对Fe和色度的去除效果也很好，出水中的铁<0.05mg/L，色度<5倍，而对Mn的去除则受前处理的影响较大；水中的碱度和余氯基本无变化；对有机物、氨氮、UV254等的去除效果较差，去除率均低于20%。之所以将MF用于沉后水处理，是因为MF膜的孔径相对较大，易发生膜污染。为此，刘锋刚等[3]详细研究了混凝前处理对MF膜污染的影响，发现混凝前处理对膜污染控制的主要作用在于降低滤饼层阻力和减轻不可逆膜污染。王锦等[4]再次证实了混凝前处理对MF膜的影[收稿日期]2014-05-10[基金项目]浙江省重大科技专项（2009C03006-2）[作者简介]吴礼光，1964年出生，男，安徽枞阳县人，教授，博士，主要从事环境功能材料与分离膜、饮用水深度处理与安全保障技术研究；E-mail：wulg64@mail.zjgsu.edu.cn1062014年第16卷第7期响，发现最优出水水质混凝条件与最佳减轻膜污染混凝条件有差异。随后，顾平等人在结合混凝技术的基础上，通过间歇抽吸的方式连续运行，结果表明：抽停比对出水水质影响不大，但会增强膜污染[5]。吴水波[6]通过改善和优化混凝-MF工艺可将水中砷的浓度从100μg/L左右降至4.40μg/L，砷的去除率为92.8%~98%，从而满足生活饮用水安全卫生标准。陶润先等[7]采用混凝-MF工艺有效改善了饮用水的生物稳定性，从而控制产水中细菌再生长趋势。除此之外，MF膜也被与电絮凝技术结合用以去除饮用水中的氟和微生物，表现出良好的去除效果[8，9]。由此可以看到，适当的前处理工艺对利用MF技术解决饮用水安全问题起到重要的改善和促进作用。在工业化应用方面，2005年美国康涅狄格州的FoxwoodsCasino厂采用调节pH值后加曝气预氧化和压力式柱状微滤膜工艺对自来水进行深度处理，水质净化效果良好[10]。3UF技术在饮用水深度处理中的作用UF膜孔径较MF的更小，对微生物和大分子有更好的截留效果，对于普通的自然水源，经UF处理后可达到饮用水安全标准，因此UF工艺更适用于改善农村饮用水水质[11]，对于盐度较高或小分子有机物较多的水源，则往往难以奏效。有研究表明UF对总有机碳（TOC）、CODMn、UV254的去除率仅为20%、30%、40%左右[12，13]。因此，UF技术往往需要结合其他工艺才能保障饮用水的安全。如果在U...