生活饮用水的深度处理技术-膜分离技术

摘要：膜处理技术在国外已经发展成为饮用水深度处理的核心技术。本文指出了饮用水的处理要求，介绍了几种典型的膜分离技术：微滤、超滤，纳滤，反渗透。最后介绍了膜分离技术的优缺点。

关键字：微滤、超滤，纳滤，反渗透

Abstract: the processing technology in foreign film has become the core technology of the deep treatment of drinking water. This paper points out that the drinking water treatment requirements, introduces several kinds of typical membrane separation technology: micro filter, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis. At last, the paper introduces the advantages and disadvantages of the membrane separation technology.

Key word: micro filter, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis

中图分类号：U664.5+92文献标识码：A 文章编号：

为保证饮用水质量，世界各国不仅及时修订了本国的水质标准，而且制定了控制水中有毒有害物质的对策。随着这些调查和研究工作的不断深人，人们逐步认识到，在很多情况下，常规的净化工艺已不能完全有效地去除水中的病原菌、病毒等。因此，以去除饮用水中有机污染及有毒有害物质为目标的饮用水深度净化技术得到日益广泛的应用。

1、饮用净水的处理要求

研究表明，傳统意义上采用的“混凝一沉淀一过滤一消毒”等处理工艺以去除水中的悬浮物、胶体颗粒物为主，对受污染水源中溶解性有机物的去除能力则明显不足，特别是加氛消毒后形成的三致物质及其前驱物更是常规处理方法所难以解决的。

我国政府十分重视饮水水质对人民身体健康的影响，2006年实施的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，水质指标由GB 5749-85的35项增加至106项，增加了71项，修订了8项。其中微生物指标、饮用水消毒剂、毒理指标、感观性状等指标，都作了较大的调整。我国建设部为了规范饮用水市场，于2005年发布并实施了《饮用净水水质标准)))(CJ94-2005)。

对比国家现行的生活饮用水标准和饮用净水水质标准中的某些指标(见表1)，可以看出目前的城市自来水水质并不能满足人们直接饮用的需要，因此饮用净水对水处理提出了更高的要求。

2、各种膜分离技术

在饮用水常规处理工艺基础上出现的深度处理技术以去除水中溶解性有机物和消毒副产物为目的，有效提高和保证了饮用水水质。目前饮用水深度处理技术已取得了长足的进步，各种经济实用的处理技术正逐渐得到较广泛的应用。20 世纪 80 年代,膜处理技术在国外已经发展成为饮用水深度处理的核心技术, 膜技术与活性炭吸附、臭氧氧化相比具有很大的优越性,被称为“21 世纪的水处理技术”【1】。下面介绍几种膜分离技术。

2.1微滤、超滤

微滤（MF），又称精密过滤，可以去除微米(10-6m)级的水中杂质。多用于生产高纯多用于生产高纯水时的终端处理和作为超滤、反渗透或纳滤的预处理设施。

超滤(UF)可以去除相对分子质量大的分子及细菌、病毒和其他微生物。

由于UF和MF在水处理中最主要的作用是固液分离，如何将水中杂质特别是溶解性的有机物转化为固相，成为充分发挥膜分离作用的关键。实际中，常采用混凝或活性炭使水中有机物被吸附，转化为固相，使膜可以截留去除，同时又能减缓膜污染程度。

2.2纳滤

纳滤(NF)，介于超滤和反渗透之间，在净水处理中适用于硬度和有机物高且浊度低的原水，主要是地下水处理方面。纳滤膜本体带氨基和梭基两种正负基团，这是它在较低压力下仍具有较高脱盐性能和截留无机盐的重要原因。因此，纳滤膜不仅可以进行水质软化和适度脱盐，而且可以去除色度、细菌、溶解性有机物和一些金属离子等。目前，饮用水深度处理中应用较多的主要为卷式芳香族聚酞胺类复合纳滤膜。

2.3反渗透

反渗透(RO)能耗大，但反渗透膜几乎可以去除水中一切物质，包括各种悬浮物、胶体、溶解性有机物、无机盐、细菌、微生物等。近年来，反渗透技术已大量应用于饮用水的深度处理中，成为制备纯水的主要技术之一。随着制膜技术的改进、能量回收系统的开发、预处理技术的改进以及对高低盐度进水的广泛适用性，反渗透脱盐成本逐年下降，工艺在经济、技术上的竞争力不断增强【2】。

3膜分离技术的优缺点

由于活性炭吸附技术和臭氧氧化技术的局限性，膜分离技术逐渐成为目前主要的饮用水深度处理技术。膜分离技术是一门新兴的高效分离、浓缩、提纯、净化技术，其主要特点是节能(因为膜分离过程不发生相变化)、分离对象广(有机物和无机物、病毒、细菌、微粒)、装置简单、易操作、易于自控、易维修(因为只是用压力作为膜分离的推动力)，特别适用于对热敏感物质的分离、分级、浓缩与富集(因为分离过程只需在常温下进行)。但该技术基建投资和运转费用高，同时膜易受污染造成水通量下降，这就使得对膜的清洗和预处理要求较高。有关各种膜分离技术的特点见表2

由表2可以看出，反渗透及纳滤膜具有较高脱盐性能，因而比较适合地下水净化及超纯水的制备。对于原水为城市自来水的饮用水深度处理，采用超滤膜工艺，是一种比较合适的方法。针对这些局限因素的存在，考虑饮用水深度处理工艺如何选择就很关键。因为各地的原水水质和控制目标要求各不相同，所以深度处理应通过优化组合各种工艺，寻找总费用最低且可行的方案。

参考文献

赵园. 生活饮用水的深度处理技术现状[J].科技信息,工程技术:337.

2、王庚平，索 超，张明霞，张 鹏.反渗透浓水处理与利用技术研究概况[J].甘肃科技，2011，27（22）：93.

作者简介：王海军  （1978.12—）男     学士   工程师

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。