净水厂改造中超滤工艺优化与工程应用

中国科技期刊数据库科研2015年22期147净水厂改造中超滤工艺优化与工程应用净水厂改造中超滤工艺优化与工程应用胡婷华黑龙江省城市规划勘测设计研究院，黑龙江哈尔滨150040摘要：摘要：超滤膜技术作为新的净水工艺，它的发展前景一片光明。虽然超滤膜技术还存在着很多的问题，但是通过科学家们的不懈努力，攻坚克难，一定会使超滤膜技术更加成熟，普遍应用于各大净水厂中。本文就主要对净水厂改造中超滤工艺优化与工程应用进行了简要分析。关键词：关键词：净水厂改造；超滤工艺；应用中图分类号：中图分类号：TU991.2文献标识码：文献标识码：A文章编号：文章编号：1671-5780(2015)22-0147-0211导言导言随着水质标准的提高和膜制备技术的日益成熟，超滤膜法水处理技术在提高出厂水水质和增强水处理工艺运行稳定性方面的优势日渐明显，超滤膜用于城市净水工艺的前景十分广阔。22超滤净水特点超滤净水特点水中污染物被超滤膜去除的主要机制是膜孔的机械筛分作用，因此，超滤膜孔径对水中污染物的去除具有决定性影响。但是，在实际超滤过程中，膜表面会因截留胶体物质和有机物而形成凝胶层，膜孔也会因吸附有机物和细小颗粒物而发生窄化，进而使得部分形体尺寸小于膜孔径的微生物和分子量小于膜截留分子量的有机物也会被超滤工艺去除。总体而言，超滤能有效去除水中浊度、大分子天然有机物、藻类、贾第虫和隐孢子虫、细菌以及病毒，出水的生物安全性得到了极大提高。由于目前已知的最小微生物尺寸约为20nm，因此，当采用孔径小于20nm的超滤膜时，理论上可完全截留水中的所有微生物。但是，由于水中有机物的分子量分布区间较广，而超滤膜的截留分子量又相对偏大，因此，超滤膜对水中有机物的总体去除效能不高;同时，由于受到截留分子量的限制，超滤膜对水中氨氮等溶解性无机物的去除效能也很微弱。33超滤与其他处理工艺的组合优化超滤与其他处理工艺的组合优化超滤工艺应用于市政水处理领域时，必须与预处理等其他处理工艺进行组合，才能发挥其作用。具体的组合方式由原水水质和出水目标所决定，即工艺组合是由水质和目标驱动的。3.13.1超滤替代砂滤的工艺组合超滤替代砂滤的工艺组合超滤在沉淀后替代常规过滤工艺，是最常见的组合方式。工艺流程见图1。图1超滤在沉淀后替代常规过滤的工艺流程这种组合模式要求原水水质相对稳定，氨氮和有机污染指标一般在常规处理可承受范围内，水质的突发污染通过加大预氧化剂投加量和在絮凝前增加粉末活性炭吸附的方法加以控制，也可考虑沉淀池污泥与粉末活性炭混合回流来强化有机污染物的去除。组合中的超滤工艺对于原水中的藻类和贾第鞭毛虫、隐孢子虫等颗粒物的去除优势显著，但对于原水中的锰和氨氮等常规砂滤工艺可去除的物质需重点加以关注，必要时应在工艺选择中预留相关措施。当原水水质较好、浊度较低时，超滤可替代砂滤与微絮凝工艺结合，直接对原水进行处理。工艺流程见图2。图2超滤替代砂滤与微絮凝工艺结合的工艺流程这种组合模式较适合河漫滩浅层地下水和平均浊度较低的水库水处理，平时水质较好，原水污染物较少，非溶解性的颗粒物不多，超滤负荷不高的情况。水质如突发污染可通过加大预氧化剂投加量和絮凝前增加粉末活性炭吸附的方法加以控制。处理工艺主要应对原水中的SS、藻类和贾第鞭毛虫、隐孢子等颗粒物的去除，但由于省略了沉淀工艺，原水应对季节性和突发性浊度升高能力较差，因此应优化取水工程，尽量确保原水水质稳定，水库取水应加强库底清淤或采取分层取水方式。3.23.2强化过滤强化过滤超滤工艺可设置在砂滤后以进一步强化截留效果，可视为对常规处理工艺的“抛光”。工艺流程见图3。图3超滤设置在砂滤后的工艺流程这种组合模式主要适用于常规处理在浊度去除方面有所欠缺的情况。通过在砂滤后增加超滤，可进一步提高浊度和颗粒物的去除率，保证出水的生物安全性。为保证超滤工艺出水达标，沉淀－砂滤的常规处理出水应基本解决色度、金属离子和溶解性有机物的问题，因此一般需同步考虑前处理改造的必要性。3.33.3生物活性炭后设置超滤生物活性炭后设置超滤超滤工艺也可考虑设置在生物活性炭后，以保证出水的生物安全性。按照生物活性炭布置形式的不同，一般可采用两套工艺流程，见图4和图5。下向流活性炭池即使在炭层以下增加砂层，也不能完全避免脱落的生物膜穿透砂层。南方地区水温较高，在溶解氧和营养物质充沛的炭层和砂层中，易于滋生水藻类等水生生物，易于穿透出水。超滤工艺设置在下向流活性炭池后的组合，一般应用在前处理较为完备改造项目中，主要应对季节性藻类暴发、拦截活性炭池脱落的生物膜以及滋生的水生生物，避免其进入清水池，以保证出水的生物安全性。上向流活性炭池中的炭层一直处于膨胀流化状态，一般不会拦截大颗粒杂质、脱落的生物膜，不易滋生水生生物。此种组合，如果沉淀以后不考虑砂滤，则不仅臭氧的投加量较大，且