基于低水温条件下超滤膜技术在饮用水处理中的应用

王德亮

【摘要】 饮用水的水质安全目前已经成为现代研究领域的重点课题，处理技术与处理手段也在不断出現与得到优化，超滤膜技术作为提升饮用水水质的关键性手段，在低水温条件下如何应用并发挥出良好的效果是本次研究的重点。对于我国高纬度地区（低水温）超滤膜技术的应用相对匮乏，本研究则是从低水温条件下对超滤膜技术在饮用水处理中的应用展开具体分析。

【关键词】 低水温条件 超滤膜技术 饮用水 处理

前言：伴随着科学技术的快速发展，膜性能得到全面提升并且成本有所下降，这就使得膜技术的应用范围与应用空间得到全面拓展。以超滤膜为代表的膜技术已经在饮用水处理工艺当中得到越来越广泛的应用。虽然超滤膜技术已经在饮用水处理当中有所应用，但基于低水温条件下的研究尚不全面，无工程案例可以借鉴。

一、试验要求与测定方法

1、试验要求。试验装置在确定的过程中运用标准化的配置设计方式，得出工艺仪表配置情况如图1 所示：

2、 测定方法。为确保水质参数得到更好测定，所涉及到的水质参数（包括水温、进出水浊度、跨膜压差、出水颗粒物浓度等）都是通过在线仪表完成整个检测过程，所得数据计入到计算机当中。在线水温仪PT100一体化温度变送器；台式浊度仪HACH2100AN；压力传感器为E+HPMC71；颗粒计数仪HACH Anatel UP100[2]。试验用超滤膜与具体运行参数如表1所示。

二、结果与分析

1、膜过滤出水浊度。膜过滤出水浊度的检验过程中，为避免由于所使用的测定仪器出现误差，在整个试验的全过程采用统一的台式浊度仪对进出水浊度进行测定，不同试验装置使用砂滤池滤后水作为统一的进水。经过具体检验，得出以上三种装置通过膜滤后的浊度分别为（0.10±0.03）NTU、（0.11±0.04）NTU、（0.11±0.04）NTU。不同膜材质的超滤膜出水浊度在整体上来看差别较小，多数集中在0.10-0.12NTU的区间范围内，这是超滤膜在对饮用水处理之后所能够达到的基本水平。超滤膜所表现的出的则是出水浊度十分稳定，并且出水浊度受进水浊度影响较小[3]。

2、膜过滤出水颗粒物数。膜过滤出水颗粒物直接是反应膜过滤的重要指标，通常状况下，饮用水在完成过滤之后要求微米级的颗粒数需要小于100个/mL。在本次试验的过程中所采用的颗粒计数仪为3μm、5μm两个通道，经过具体实验得出三种试验装置的膜过滤出水颗粒物数存在较大差异。其中A装置膜过滤出水大多数时间段内颗粒物数量为1.8-25个/mL，膜过滤性能最佳；B装置膜过滤出水大多数时间段内颗粒物数量为78-680个/mL，膜过滤性能较差；C装置膜过滤出水大多数时间段内颗粒物数量为857个/mL，膜过滤性能较差。

3、低温条件下的膜通量。水温处于低温状态时，由于水的粘度较大，维持设定的膜过滤通量对膜系统是一个巨大的挑战。选择测试的时间段为4月10日，平均水温1.9℃和5月20日，平均水温16.8℃，进行比较，最终得出A、B、C三组过滤压力分别为：0.05MPa、0.04MPa、0.07MPa。结果表明，装置A与装置B运行过程中所表现出的膜通量较为合理，具备维持低温条件下膜通量的基本能力。

4、膜丝完整性检验。1）系统停机，系统完成一次物理清洗之后停止运行；2）膜组件排空，打开系统排水及排水阀，排空膜腔内残留的水与空气，关闭排空阀门；3）取下膜组件端盖。移除膜组件产水端的紧固件，如果出现零部件破损的情况需要做好及时更换处理；4）膜丝充水浸润，在对膜丝的处理过程中，保证膜组件处于水面以下；5）膜组件充气，保证管路内的气压处于0.1MPa时关闭出口阀门。膜丝的完整性检验能够有效避免断丝率的产生，断丝率仅为千分之五。

结论：基于低水温条件下的超滤膜技术在饮用水处理当中的应用，需要确定不同的装置方案。在本次所研究与展开试验的三组装置中，A装置表现良好，值得在后续的饮用水处理当中进行广泛应用，持续发挥效用，确保用水安全。

参 考 文 献

[1]杨晓峰，王玉国，刘文君，等.低水温条件下饮用水处理工艺超滤膜中试研究[J].给水排水，2014，02：16-21.

[2]高东辉，曲敬波，苏伟义.超滤膜技术在饮用水处理中的应用和研究进展[J].北方环境，2013，10：71-78.

[3]付宛宜，吴启龙，张锡辉，等.超滤膜及其组合工艺在饮用水处理中的应用[J].中国给水排水，2013，22：1-6.