·水业导航·城市饮水净化超滤水厂设计若干新思路哈尔滨工业大学市政环境工程学院李圭白瞿芳术1城市饮水超滤水厂在我国的发展将超滤用于城市饮水净化是净水工艺的一大进步。超滤能大大提高饮水的生物安全性；是最有效的固液分离技术，能获得浊度远低于0．1NTU的用水；与其他水处理技术组合，能获得高质量的饮水；是利用21世纪材料科学的最新发展来改造和提高城市饮水净化技术的重要成果。超滤水厂近年来在我国形成了加速增长的态势。到2013年底，规模>100m3／d的水厂数目远超过300座，总体规模远超过200万／d，其中规模在1万／d以上的超滤水厂已超过3O座。2什么膜适用于城市饮水净化膜的品种和规格很多，但用于城市水厂的膜应满足饮水净化的要求。对城市饮水而言最主要的是饮水的安全性，即生物安全性和化学安全性，其中生物安全性是首要的。水中致病微生物有病毒、细菌、原生动物等。用于城市饮水净化的膜应能去除水中致病微生物，以提高饮水的生物安全性。水中致病微生物中病毒最小，其尺寸在0．02～0．45pcm之间。可用于城市水厂去除病毒的有超滤膜和纳滤膜。用于城市水厂的纳滤膜需进口，且能耗较大。所以超滤膜是目前用于城市水厂的主流产品。对超滤膜孔径和病毒去除率的要求。一般认为，超滤膜孔径大于纳滤膜的1l1rn，小于0．1wn。所以，有的超滤膜孔径可能大于0．02tan，不能完全截留病毒。只有孔径不大于0．02wn的超滤膜，才能将水中包括病毒在内的致病微生物有效去除，大大提高饮水的生物安全}生，适于城市水厂采用。2009年美国颁布的对水中病原微生物的指标要求见表l，其中病毒的去除率要求达到99．99。我国《生活饮用水卫生标准》虽然尚未对水中病毒去除率提出要求，但国内外已有一些厂家能生产孔径不大于0．02gm的超滤膜，其病毒去除率可达到99．99。所以要求用于城市水厂的超滤膜对病毒的去除率达到99．99在技术上是可行的，并且膜价格并不比孔径更大、对病毒去除率达不到上述要求的超滤膜贵。根据城市饮水对生物安全性的要求，提出上述对超滤膜孔径和病毒去除率的要求，是饮水区别于其他用水的一项重要特点，它将对用于城市饮水净化膜材料的发展起重要引领作用。3低通量运行是超滤水厂发展的方向膜通量和膜污染无疑是超滤应用中最重要的问题。膜通量就是单位膜面积上过滤水的流量，常以L／(m·h)表示。表1美国饮用水对病原微生物的指标要求指标去除要求隐孢子虫99大肠杆菌、粪大肠杆菌不得检出贾第鞭毛虫99．9异养平N／-计数(HPC)<5OOCFU／mI无限制，但EPA认为，在隐孢子虫和军团菌属病毒达标的情况下，军团菌也能得到控制总菌落一个月内样品呈阳性的数量不多于5<1NTU，至少95的样品不高于浊度0．3NTU(对常规或直接过滤技术)病毒(肠病毒)99．99膜污染就是在膜滤过程中膜阻力增加的现象。膜污染常区分为可逆膜污染和不可逆膜污染。通过物理方法(气洗、水洗)可恢复的称为可逆膜污染；物理方法不能恢复，只能通过化学清洗方法恢复的称为不可逆膜污染。膜通量与膜价格有关。膜价格高，设备投资很大，为降低设备投资，常采用高的膜通量。膜技术发展初期，膜价格很贵，所以采用高的膜通量，例如：数百I／(m。·h)。膜污染与膜通量有关。一般膜通量愈高，能耗愈高，膜污染也愈迅速，需采用频繁的物理和化学方法来清除污染，恢复膜通量，这不仅使膜运行费用增大，还使操作复杂，也影响膜的寿命；此外还存在清洗废液对环境的污染，在其处理处置方面需加大投资。所以，高的膜通量只宜在小型设备中使用。任何工程都要求技术上是可行的，经济上是合理的。膜通量关系到工程的建设费，也关系到工程的运行费。膜通量越高，建设费越小，但运行费(电费、物理清洗费、化学清洗费等)便越高，反之亦然。使在资金偿还期内建设和运行费之和为最低的膜通量，就是最经济的膜通量，可称为经济膜通量(与管道中经济流速的概念相似)。随着膜材料科技的发展，膜价格随之降低，相应地设备投资也随之降低，现已降至可接受的水平，从而开始在城市水厂规模化使用。如仍采用高的膜通量，运行费就会显得过高。为了降低运行费，就要降低膜通量，以减小膜污染及能耗。所以随着膜价格降低，降低膜通量将是一...
