超滤膜制水工艺效果分析

吴忠东，吴卫民

(华侨大学 泉州校区后勤水电中心，福建 泉州 362021)

如何安全环保地生产令民众放心的水一直是制水人长期探讨的问题。一般小型水厂制水采用常规水处理工艺，它包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒5个过程。原有工艺主要存在出水浊度，仅能满足原国标出水浊度3NTU的要求，难以达到新国标要求的问题。华侨大学泉州校区水厂充分利用原有厂区空地和运行管道 ,尽可能降低投资成本和运行费用，升级改造了原本的制水设备，从而满足全校师生喝上放心水的愿望。在工艺设计、设备选用方面力求做到技术先进、工艺可靠、设置合理、性能优越、占地面积小、操作简单和维护方便的超滤膜设备。超滤对水中的大分子，有机污染物，细菌和病毒有着很高的去除率，并且去除效果稳定，能有效降低出水浊度和颗粒数。超滤膜电气控制技术采用PLC全自动控制, 操控性能好,维护使用操作方便，大大提高维护稳定性。

1 水厂概况

华侨大学泉州校区水厂源水以泉州市北渠水为主，水库为辅，是自给自足的小型水厂，有一座平流式沉淀反应池和一座立式水力循环澄清池，单池生产能力最大为5 000 m3/d和7 500 m3/d。混凝剂用聚合氯化铝，消毒剂现制二氧化氯。生产出的出厂水质在已达现有国家标准的情况下,为了让全校师生喝到更优质出厂水，2013年在原有的滤后水加装一套总产水量10 000 m3/d超滤膜设备，滤池过滤的清水进入超滤系统后，出水后水质稳定，品质大幅提高(见图1)。

2 工艺流程

2.1 超滤膜简介

超滤膜(UF)是一层薄而致密的薄膜，膜的孔径在0.01 μm～0.1 μm，它在滤后水和出水之间形成了一层有效的机械阻挡，可以有效地去除水中的颗粒物质,例如各类硅、铁和铝的胶体颗粒、细菌、病毒等，出水浊度基本稳定在0.1 NTU以下。鉴于超滤膜的高效性能，我们可以降低后续消毒加氯量,减少消毒副产物的生成量。膜后水的浊度指标达到NTU<0.1(国家新标准为1 NTU以下)，淤泥密度指数SDI<3(一般来说UF透过液的浊度<0.1 NTU，淤泥密度指数SDI<3)，因此中空纤维超滤后的水通常可以用作直饮水。

2.2 超滤膜组件性能参数

超滤膜组块共5组，每组40支膜组件，膜组件共200支。单超滤膜组块0～100 m3/h，每天生产量3 000 m3～10 000 m3。型号LH3-1060-V(见表1)。

表1 超滤膜组件的具体性能参数

超滤膜系统每天正常工作约50 min后需进行1次约30 s～80 s的自动反洗，汽水擦洗和气体反向挤压，抖落膜丝表面堆积松散污染物。每运行24 h还需化学加强反洗(CEB)一次氯酸钠溶液氯洗，0.02%次氯酸钠去除膜表面和膜孔中有机污染物和微生物污染物，化学加强反洗是用配置好的次氯酸钠溶液进行反向循环清洗，随后再进行正向冲洗，将化学清洗剂冲净。其中次氯酸钠将膜表面的有机污染物、细菌以及无机盐的结垢而产生的污染物去除干净，使得膜过滤通量在线恢复，保证系统稳定运行。在生产过程中时常需要根据实际情况及时调整清洗系统的有关参数，合理更改化学清洗频次、药剂种类和浓度、清洗浸泡时间等将有利于减缓膜污染，延长膜的使用寿命，维持系统的长期稳定运行，从而降低超滤膜系统的运行费用。

2.3 工艺流程简述

源水经一级泵房输送至平流式沉淀反应池和立式水力循环澄清池，经加混凝剂聚合氯化铝混合反应产生矾花水，进入沉淀区将水中的颗粒沉于池底，清水流入砂滤池过滤。滤后水经管道输送至膜处理车间地下缓冲池，然后经膜增压水泵输送膜组。经膜组过滤后的清水进入反洗水箱，反洗水箱溢流进入清水库，在清水库管道上投加二氧化氯消毒(见图2)。

3 改造后效果分析

源水氨氮全年1.0 mg/L～5.38 mg/L，全年平均出水氨氮均小于《生活饮用水卫生标准》0.5 mg/L，出水浊度<1.0 NTU，指标要求合格率为100%。在线检测有1台绿洁型号GR-1500的颗粒计数仪和1台Hach型号Sc200的产水浊度仪，24 h在线检测超滤膜处理后出水的水质参数。

以下是超滤膜处理后某一天的出水水质参数,其中颗粒数<20个/mL(见图3)，出水浊度<0.1 NTU(见图4)，远远低于国家标准，并且在总硬度、浊度等方面远低于传统的砂滤后水，反映了超滤膜在净水方面强大的功能，从而可以生产出让老百姓放心的高质量水。

表2 超滤膜净化后水质检测结果对比

4 结束语

自从华侨大学泉州校区水厂采用超滤对净化工艺进行升级改造后，超滤膜净化系统运行至今性能稳定，出水水质达到优质水标准。笔者简述升级超滤膜净化系统升级改造后，超滤产水水质与原有生产产水水质的对比，超滤膜净化系统升级改造后对出水水质的提升直观分析，体现超滤膜对水厂生活用水，符合GB5794-2006《国家饮用水卫生标准》检测标准的同时，进一步减少消毒副产物的产生，让老百姓喝上放心水。