不同材料中空纤维超滤膜处理闽江水的中试对比试验研究

y·研究与探讨·不同材料中空纤维超滤膜处理闽江水的中试对比试验研究陈宏景(福州城建设计研究院有限公司，福建福州350001)摘要：针对闽江水源水，选取了三种材料的中空纤维超滤膜开展中试研究，构建了混凝+超滤一体化装置，探讨了膜材料对超滤装置的处理效果、运行稳定性、清洗方式和产水率的影响。结果表明，聚醚砜(PES)膜组件的亲水性和热稳定性较好且膜孔分布均匀，使其膜比通量(SF)是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈(PAN)膜组件的两倍多、跨膜压差(TMP)受温度影响最小；运行压力低使其在能耗方面具有一定优势；PES内压膜耐酸碱性较强，其酸碱交错化学增强反冲洗(CEB)的方式能够替代柔性较好的外压膜所采用的气擦洗，但也增加了耗药量并使得产水率较另外两者低1％以上；单个运行周期内PES的纳污能力不如外压式，单个过滤周期中PES膜组件的sF衰减速率是PVDF和PAN膜组件的4—11倍；三组超滤装置出水的浊度、COD、氨氮均优于我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)；针对闽江水，当原水水质较好时，考虑sF和能耗方面的优势，可优先选择PES膜组件，但应根据原水水质需要加强超滤前的预处理。关键词：超滤膜材料清洗方式运行能耗饮用水处理当前，我国环境污染形势依然严峻，饮用水安全问题突出。工农业的发展和人民生活水平的提高带来的有毒有害物质的排放和水体富营养化大大降低了天然水体的自净能力，造成我国大部分的饮用水水源受到不同程度的污染，并出现污染物突发性超标的周期性影响Ⅲ。传统的给水处理工艺的局限性越来越明显，不能完全保证水厂出水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求，难以保障我国居民生活饮用水的安全。而超滤技术作为第三代饮用水净化工艺以其特有的优势，随着膜技术的发展，在饮用水处理领域的应用越来越广泛。超滤能彻底滤除水中的悬浮物、胶体、病原微生物和大分子有机物等污染物，有效解决饮用水的68城镇供水NO．22017生物安全和化学安全问题；并且保留水中原有的微量元素和矿物质；还具有操作压力低、使用寿命长、运行费用低、能耗少、占地面积小等优点，。超滤技术已成为未来水处理领域发展的必然方向。目前，用于饮用水处理的超滤膜的膜材料主要有聚砜(polysulfone，PS)、聚醚砜(polyethersulfone，PES)、聚氯乙烯(polyvinylchloride，PVC)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)和聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)等。超滤膜的膜材料不同，在处理不同的原水时，其适应性也必然有所不同。为超滤膜膜材料的选用提供技术支持，‘福建省住建厅组织相关单位和技术人员开展了针对超滤膜膜材料选用的研究工作。本研究选取i种膜材·研究与探讨·料不同的中空纤维超滤膜组件针对其净水效能进行了中试对比试验研究，从处理效果、膜比通量(membranespecificflux，SF)的稳定性、跨膜压差(trans—membranepressure，TMP)的稳定性、清洗方式和产水率等角度，考察了膜材料不同的超滤装置在处理闽江水过程中的纳污能力和适应性，以期为饮用水处理中膜材料的选取提供理论依据、也为将来超滤在福建省各地区的饮用水厂中推广应用和升级改造提供技术支撑。1．材料与方法1．1中试试验装置及流程本试验在福州市某自来水厂进行，进厂原水经混凝预处理后，通过潜水泵加压输送至各超滤装置原水箱，作为中试设备的进水。中试试验的工艺流程见图1。膜组件性能和运行参数见表1。PES、PVDF和PAN膜组件的装置示意图分别见图2、图3和图4。液态聚合氯化铝进水’管式静态混合器否囊再雨疆__，l{j水图1工艺流程图CITY|囊A。NDTOWNWATERSUPP饵LYqlP；'-蔼豳_搿疆-蕾兰；i}图2PES膜组件装置示意图表1膜组件性能和运行参数目图3PVDF膜组件超滤装置示意图项目A组B组C组膜材质PESPVDFPAN膜面积／m557745孔径大小／nm20～3020～3O50周期后清洗方式反洗+正冲气洗+反洗+正洗气洗+反洗过滤周期／min403030设计膜通量／LMH60～12050～8044～66运行压力／MPa0．1～0_3<0．6