王德亮

【摘要】 飲用水的水質(zhì)安全目前已經(jīng)成為現(xiàn)代研究領(lǐng)域的重點(diǎn)課題，處理技術(shù)與處理手段也在不斷出現(xiàn)與得到優(yōu)化，超濾膜技術(shù)作為提升飲用水水質(zhì)的關(guān)鍵性手段，在低水溫條件下如何應(yīng)用并發(fā)揮出良好的效果是本次研究的重點(diǎn)。對于我國高緯度地區(qū)（低水溫）超濾膜技術(shù)的應(yīng)用相對匱乏，本研究則是從低水溫條件下對超濾膜技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用展開具體分析。

【關(guān)鍵詞】 低水溫條件 超濾膜技術(shù) 飲用水 處理

前言：伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，膜性能得到全面提升并且成本有所下降，這就使得膜技術(shù)的應(yīng)用范圍與應(yīng)用空間得到全面拓展。以超濾膜為代表的膜技術(shù)已經(jīng)在飲用水處理工藝當(dāng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。雖然超濾膜技術(shù)已經(jīng)在飲用水處理當(dāng)中有所應(yīng)用，但基于低水溫條件下的研究尚不全面，無工程案例可以借鑒。

一、試驗(yàn)要求與測定方法

1、試驗(yàn)要求。試驗(yàn)裝置在確定的過程中運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的配置設(shè)計(jì)方式，得出工藝儀表配置情況如圖1 所示：

2、 測定方法。為確保水質(zhì)參數(shù)得到更好測定，所涉及到的水質(zhì)參數(shù)（包括水溫、進(jìn)出水濁度、跨膜壓差、出水顆粒物濃度等）都是通過在線儀表完成整個檢測過程，所得數(shù)據(jù)計(jì)入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。在線水溫儀PT100一體化溫度變送器；臺式濁度儀HACH2100AN；壓力傳感器為E+HPMC71；顆粒計(jì)數(shù)儀HACH Anatel UP100[2]。試驗(yàn)用超濾膜與具體運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

二、結(jié)果與分析

1、膜過濾出水濁度。膜過濾出水濁度的檢驗(yàn)過程中，為避免由于所使用的測定儀器出現(xiàn)誤差，在整個試驗(yàn)的全過程采用統(tǒng)一的臺式濁度儀對進(jìn)出水濁度進(jìn)行測定，不同試驗(yàn)裝置使用砂濾池濾后水作為統(tǒng)一的進(jìn)水。經(jīng)過具體檢驗(yàn)，得出以上三種裝置通過膜濾后的濁度分別為（0.10±0.03）NTU、（0.11±0.04）NTU、（0.11±0.04）NTU。不同膜材質(zhì)的超濾膜出水濁度在整體上來看差別較小，多數(shù)集中在0.10-0.12NTU的區(qū)間范圍內(nèi)，這是超濾膜在對飲用水處理之后所能夠達(dá)到的基本水平。超濾膜所表現(xiàn)的出的則是出水濁度十分穩(wěn)定，并且出水濁度受進(jìn)水濁度影響較小[3]。

2、膜過濾出水顆粒物數(shù)。膜過濾出水顆粒物直接是反應(yīng)膜過濾的重要指標(biāo)，通常狀況下，飲用水在完成過濾之后要求微米級的顆粒數(shù)需要小于100個/mL。在本次試驗(yàn)的過程中所采用的顆粒計(jì)數(shù)儀為3μm、5μm兩個通道，經(jīng)過具體實(shí)驗(yàn)得出三種試驗(yàn)裝置的膜過濾出水顆粒物數(shù)存在較大差異。其中A裝置膜過濾出水大多數(shù)時間段內(nèi)顆粒物數(shù)量為1.8-25個/mL，膜過濾性能最佳；B裝置膜過濾出水大多數(shù)時間段內(nèi)顆粒物數(shù)量為78-680個/mL，膜過濾性能較差；C裝置膜過濾出水大多數(shù)時間段內(nèi)顆粒物數(shù)量為857個/mL，膜過濾性能較差。

3、低溫條件下的膜通量。水溫處于低溫狀態(tài)時，由于水的粘度較大，維持設(shè)定的膜過濾通量對膜系統(tǒng)是一個巨大的挑戰(zhàn)。選擇測試的時間段為4月10日，平均水溫1.9℃和5月20日，平均水溫16.8℃，進(jìn)行比較，最終得出A、B、C三組過濾壓力分別為：0.05MPa、0.04MPa、0.07MPa。結(jié)果表明，裝置A與裝置B運(yùn)行過程中所表現(xiàn)出的膜通量較為合理，具備維持低溫條件下膜通量的基本能力。

4、膜絲完整性檢驗(yàn)。1）系統(tǒng)停機(jī)，系統(tǒng)完成一次物理清洗之后停止運(yùn)行；2）膜組件排空，打開系統(tǒng)排水及排水閥，排空膜腔內(nèi)殘留的水與空氣，關(guān)閉排空閥門；3）取下膜組件端蓋。移除膜組件產(chǎn)水端的緊固件，如果出現(xiàn)零部件破損的情況需要做好及時更換處理；4）膜絲充水浸潤，在對膜絲的處理過程中，保證膜組件處于水面以下；5）膜組件充氣，保證管路內(nèi)的氣壓處于0.1MPa時關(guān)閉出口閥門。膜絲的完整性檢驗(yàn)?zāi)軌蛴行П苊鈹嘟z率的產(chǎn)生，斷絲率僅為千分之五。

結(jié)論：基于低水溫條件下的超濾膜技術(shù)在飲用水處理當(dāng)中的應(yīng)用，需要確定不同的裝置方案。在本次所研究與展開試驗(yàn)的三組裝置中，A裝置表現(xiàn)良好，值得在后續(xù)的飲用水處理當(dāng)中進(jìn)行廣泛應(yīng)用，持續(xù)發(fā)揮效用，確保用水安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊曉峰，王玉國，劉文君，等.低水溫條件下飲用水處理工藝超濾膜中試研究[J].給水排水，2014，02：16-21.

[2]高東輝，曲敬波，蘇偉義.超濾膜技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用和研究進(jìn)展[J].北方環(huán)境，2013，10：71-78.

[3]付宛宜，吳啟龍，張錫輝，等.超濾膜及其組合工藝在飲用水處理中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2013，22：1-6.