压力式超滤技术在给水处理中的应用研究

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摘 要：利用常规混凝沉淀+压力式超滤工艺处理西江原水，考察了压力式超滤系统出水水质，研究了试验期间压力式超滤工艺的跨膜压力（TMP）变化，以及超滤膜的化学清洗。试验结果表明：压力式超滤工艺的出水安全可靠，CODMn、氨氮、浊度，均达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）和《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）的要求；系统在试验条件下运行，TMP增长缓慢；用HCl和NaClO进行化学清洗，可有效控制膜污染。

关键词：压力式超滤工艺；跨膜压差；化学清洗

Abstract：The pressurized ultrafiltration technology were applied to treat Xijiang source water. The effluent quality of ultrafiltration technology was evaluated. The variation of transmembrane pressure （TMP） during the experiment was also studied. Finally， we investigated the chemical cleaning method .The results showed that the treated water quality by the pressurized ultrafiltration technology was steady and safe. The concentrations of CODMn，ammonia nitrogen， turbidity in the effluent could still meet the sanitary standard for drinking water （GB5749-2006） and water quality standards for fine drinking water （CJ94-2005）. When the membrane is run under the best membrane flux， the TMP increased slowly. The membrane fouling could be controlled effectively by chemical cleaning with HCl and NaClO.

Keywords：pressurized ultrafiltration technology；transmembrane pressure；chemical cleaning

超滤工艺能能有效去除水中的病原菌（如贾第虫孢囊、隐孢子虫卵囊和大肠杆菌），目前，是保证水中微生物安全性最有效的技术[1]。有学者提出，以超滤为核心技术的组合工艺，是饮用水净化工艺一个新的发展方向，将成为第三代城市饮用水净化工艺的主要特征[2]。

1 实验装置和方法

1.1 中试工艺流程

试验所用原水为西江水，中试试验系统由混凝沉淀常规处理系统+压力式超滤处理系统组成。工艺流程如图1所示。

图1中试工艺流程图

1.2 试验内容

本试验所采用压力式超滤系统是国内某厂家生产的中空纤维柱式超滤膜系统，运行参数为：膜通量为80L/（m2・h），连续产水28分钟后停止产水，清洗2分钟，之后继续产水，每天一次维护性清洗。

2013年9月18日～2013年11月5日，超滤系统正式运行，每天监测混凝沉淀+压力式超滤系统的出水水质，同时考察超滤系统的跨膜压差（TMP）变化、确定化学清洗方式。

1.3 分析项目及方法

TMP：真空表直接读数；浊度：HACH-2100A浊度仪；颗粒数：HIAC-9703型颗粒计数仪；CODMn：酸性高锰酸钾法；氨氮：纳氏试剂分光光度法。

2 试验结果与讨论

2.1 压力式超滤系统出水水质

试验期间，原水CODMn0.72～2.41mg/L，经过混凝沉淀，压力式超滤系统出水CODMn0.2～1.44mg/L，平均去除率约33.5%；原水氨氮0.071～0.367mg/L，系统出水氨氮0.024～0.16mg/L，平均去除率为35.79%；西江原水浊度为3.26～9.68NTU，压力式超滤出水浊度为0.026～0.079NTU。试验系统最终出水达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）和《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）。

2.2 超滤系统TMP变化

在压力式超滤膜工艺正常运行的46天里，超滤系统TMP逐渐增大，从43.5KPa升高至57.0KPa，上升趋势相对平缓，每个产水周期反洗前后，压力变化2～6Kpa。用混凝沉淀作为超滤的预处理工艺，缓解了超滤膜污染，超滤膜受到的污染少。

2.3 超滤膜的化学清洗

超滤系统TMP于11月4日升高到了56.1kPa，于是对系统进行在线化学清洗。先用HCl浸泡膜丝，同时不断曝气抖动膜丝，从而去除膜丝最外面的无机物[3]，然后再用NaClO浸泡膜丝，去除膜表面附着的有机物。化学清洗后，系统TMP从56.1kPa降低到了44.2kPa，因此可知，这种化学清洗方式效果明显，能有效控制膜污染。

3 结束语

3.1 混凝沉淀+压力式超滤用于处理西江原水，其出水CODMn、氨氮、浊度都达到了《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）和《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）。

3.2 在设定运行方式下，当过滤膜通量为80L/m2・h时，超滤系统运行46天后，TMP从43.5kPa升高到57kPa，每个产水周期反洗前后，压力变化2～6Kpa。

3.3 化学清洗方式为：先用0.2%的HCl浸泡膜丝，再用500mg/L NaClO浸泡膜丝，TMP从56.1kPa降低到了44.2kPa，可有效控制膜污染。

参考文献

[1]王琳，王宝贞，等.活性炭与超滤组合工艺深度处理饮用水[J].中国给水排水，2002，18（2）：1-4.

[2]李圭白，杨艳玲.第三代城市饮用水净化工艺-超滤为核心技术的组合工艺[J].给水排水，2007，33（4）：1-1.

[3]刘忠洲，续曙光，等.微滤、超滤过程中的膜污染与清洗[J].水处理技术，1997，23（4）：187-193.

作者简介：钟高辉（1987-），男，四川达州人，硕士研究生，广东环境保护工程职业学院，助讲，研究方向为固体废弃物资源化利用和环境修复。