农村集中式供水一体化净水设备工艺与技术性能比较分析

黄镇杰

摘 要：本文分别从农村集中式供水一体化净水设备的工艺以及技术性能等方面对净水器在多介质过滤、中空纤维膜超滤以及旋转平板膜超滤这三种技术进行介绍和对比分析。从整体上来看，净水设备的多介质过滤技术是一种较为传统的技术，在过去，我国的经济发展水平较低，因此该技术在实际的应用过程中出水水质无法得到有效的保障。相比而言，旋转式平板膜超滤技术和中空纤维膜超滤技术则能够对出水水质形成有效的保障，而且还能够通过对水质的过滤对水质中的有害物质进行截留。但是从技术水平的角度上来看，旋转平板膜超滤技术在实际的应用过程中具有更加显著的优势，这一技术的应用不但对水源的要求较低，而且具有非常强的抗污堵能力，特别适用于农村的集中供水。

关键词： 集中式供水；一体化设备；超滤；净水工艺；饮水净化

一、三种一体化净水设备净水工艺与技术介绍

1.一体化净水设备多介质过滤技术

多介质过滤技术是一种较为传统的过滤工艺，起过滤原理如下图1所示。从整体上来看，多介质过滤技术主要包括混凝，沉淀，过滤，消毒这几个环节，通过这一技术的应用，能够对水源中的细菌、悬浮物以及胶体等物质进行过滤。在技术应用的过程中，通过混凝剂的投放能够促使水源中的胶体和悬浮物进行聚合，转化为体积更大的絮体，从而对其进行沉淀分离。在絮体完成称点之后，通过对沉淀后水中杂质的截留能够对水的浊度进行有效的降低。常用的多介质净水设备如下图2所示。从工作原理上来看，多介质过滤设备主要是在一定的压力环境下，利用过滤截止讲浊度较高的水通过具有一定厚度的粒状材料对水中的悬浮杂质进行去除。

现阶段，在农村饮用水净化工程中，所使用的多介质过滤设备大多以活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器为主，该装置具备三层滤床，其中最上层滤层中的滤料颗粒最大，并通过活性炭等轻质的滤料组成。中间的滤层滤料的颗粒体积较为居中，通常由石英砂等材料构成。下层滤层中的滤料在颗粒体积最小，而滤料密度则最大，通常由磁铁矿等材料构成。

2.一体化净水设备中空纤维膜超滤技术

一体化净水设备中的中控纤维膜超滤技术是超滤膜的一个分支，其工作原理如下图3所示，常用中空纤维膜超滤设备及其膜丝如图4所示，通过中空纤维膜超滤技术的有效应用，不但能够对水源中的颗粒物、有害微生物以及有机物进行去除，还能够还能够实现净水的自动化。

从结构上来看，中空纤维膜主要是通过具有选择透过性的分离膜构成，其能够对高分子有机物、有害病菌以及胶体杂质进行去除。但是在该技术的实际应用过程中由于技术管理水平较低以及膜堵塞等问题的存在，导致中空纤维膜超滤技术在农村净水工程中的应用存在一定的局限性。现阶段，市场上大部分的膜设备旺旺采用高強度的曝气方式来对膜堵塞问题进行延缓，但是这种处理方式导致净水处理能耗较高，而且净水效率较低，导致净水成本增加。除此之外，该种处理方式在进行净水的过程中还需要进行水质的控制和监督，而且由于膜材料需要进行反复的高压冲洗，导致膜的寿命较短，因此现阶段还无法在偏远的区域进行推广使用。

相比于城市，农村水源中的浊度变化更大，因此在对中控纤维超滤技术应用的过程中首先要进行严格的预过滤，除此之外，由于中空纤维膜超滤技术所使用的膜丝较为细长，在实际使用过程中非常容易出现膜丝黏连的现象，导致出水不均匀而且容易出现模体损坏的问题，导致水源过滤的成本无法得到有效的控制。

3.一体化净水器中的旋转式平板膜超滤技术

膜技术是水源过滤过程中最为关键和核心的一项技术，也是水源处理的必备技术。中空纤维膜超滤技术从出现到如今已经历经了十多年的完善和发展，但是由于其在实际的应用过程中在原理及工艺等方面存在较多的局限性，导致在实际的净水工程中经常出现膜丝堵塞和膜寿命较短的问题，因此在农村饮用水净化工程中，该技术应用的空间较小。

为了满足农村饮用水净化工程对于水源过滤技术的需求，现阶段我国一些高新技术企业在中空纤维膜超滤技术的基础上，研发出了更为实用和先进旋转式平板超滤膜净水技术，该技术的工作原理如下图5所示，常用的旋转式平板膜超滤设备及其模柱如下图6所示。相比于中空纤维膜超滤技术技术，该技术所用的平板膜具有更长的使用寿命，而且其能够通过旋转的方式避免过滤膜出现堵塞的问题。

在旋转式超滤平板膜设备的实际使用过程中，对于浊度较高的水源并不需要经过预过滤的过程中，极大地提升了净水的效率。同时，该类设备在实际的使用过程中也不需要对设备进行反复的冲洗，能够避免设备冲洗过程中存在的损耗，从而保障设备的性能。

二、 三种过滤技术的经济指标对比分析

从整体上来看，相比于中空纤维膜超滤技术以及旋转式平板膜超滤工艺，三介质过滤技术在技术水平上较为落后，在对水源进行过滤的过程中，无法对出水水质形成有效的保障。而在中空纤维膜超滤技术和旋转式平板膜超滤技术中，中控纤维膜超滤技术相比于后者在膜体使用寿命以及应用范围和净水成本方面存在较多的缺陷和不足，因此旋转式平板膜超滤技术的综合经济指标优势更为明显。三种过滤技术的经济指标详情如下表1所示。

三、结语

现阶段，一体化净水设备是农村集中供水中的核心设备，在对农村饮用水水源进行过滤的过程中，旋转式平板膜超滤技术在设备使用寿命、技术应用成本以及净水效率等方面都存在较为明显的优势，是膜技术领域的一项重大突破。在该技术的实际应用过程中，不但对水源的水质情况要求较低，而且其具备抗污能力强、使用寿命长等有点，不但能够对水源中的杂质和有害物质进行去除，还能够保留人体所需的元素，满足人们的饮水需求，所以说旋转式平板膜超滤技术在今后的发展和应用过程中，特别是对于农村集中供水工程有着非常重要的意义，具有非常广阔的发展前景。

参考文献：

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