超滤膜技术在市政供水行业的工程应用

艾羊羊 江西理工大学土木与测绘工程学院

水资源污染问题引起国家重视，市政供水行业对水资源质量严格控制，采取超滤膜技术对废水、渗透、饮用水净化处理，发现效果良好[1]。以下对超滤膜技术在市政工程供水行业中实际也应用分析，从而促进超滤膜技术在市政供水处理中更好应用。

一、关于超滤膜技术

超滤膜技术通过超滤膜丝对杂质过滤，两侧设分离装置[2]。受分离装置驱动力影响，构成压力差，可将水中大分子分离，如悬浮物、胶体等。此外，在市政供水中应用超滤膜技术，可以将水分子、无机盐透过超滤膜丝，截流其他大分子，实现对水资源的净化和分离。

二、工程概况

以某供水厂为例，其采用混凝-超滤短流程处理，超滤膜为压式柱式超滤膜，以浸入式膜对柱式膜反冲洗水回收，预计产水5000m3/d，占地390m2，产水率98%。

该供水厂处理的河内原水存在季节性藻类高发、低温低浊状况，水文、浊度及耗氧量区别较大，1-2月平均浊度2.16NTU、2.03NTU，浊度最低0.86NTU。水温较低，1月水温平均1℃，9-10月原水平均耗氧量超4.0mg/L，高温状态下藻类疯狂生长，而低温状态藻类生长受限。高温高藻时期水中氨氮含量低于正常、低温低浊期的氨氮含量。

三、设计分析

原水进入泵房，通过吸水井进入膜处理阶段，进入150μm自清洗过滤器，加入混凝剂/预氧化剂，在管道混合，进入絮凝池，结合供水需求，可在此步骤加入粉末活性炭。而后以膜进水泵进入超滤膜过滤，膜出水进入清水罐，最后消毒，进入清水池。膜处理中的反冲洗水进入回收系统回收，结合生产，可定期对膜处理系统化学清理，清理所用废液进入专门废液处理系统，可回收利用或排放。

（一）工艺特点

（1）首先，以混凝-超滤工艺支持，无须进行沉淀，处理速率提升，且工艺简单，占地面积小、运行灵活，有优化及控制混凝过程，可提高过滤效果，缓解膜污染。

表1 超滤膜技术及传统处理工艺的多种水质指标比对结果

（2）再者，工艺处理中含氯氧化预处理，且膜系统含EFM，属低浓度药品快速清洗方式，可缓解膜污染，延长清洗周期。

（3）以超滤反冲洗水回收装置对膜反冲洗，回收，可减少废水排放量，以该供水厂为例，其废水控制每年减少22万m3的排放。

（二）工艺设计

该工程包含进水、预处理、混凝剂配置、粉末炭配置、超滤膜处理、消毒、清晰、反冲水回收、供气、监测控制等性，预处理含自动过滤清洗、管道混合、絮凝池系统。絮凝池为10mi网格絮凝，预氧化剂、粉末活性炭考虑原水水质有针对性投入，混凝剂为三氯化铁。膜处理分4个模块，152膜，以LH3-1060-V内压使合金PVC超滤膜支持，其通量37.5/（m2·h），过滤周期30min，过滤跨膜差在0.15MPa以下。

四、过滤效果分析

（1）浊度：经上述工程设计处理，4个膜组及总出水浊度处于0.07-0.08NTU，且在0.1NTU以下，故超滤膜技术可有效去除浊度，效果理想。

（2）颗粒物：处理后的水中颗粒物（粒径在2μm以上的）在10个/mL以下，2μm以上的颗粒物少于100个/mL，则水中两虫出现概率大大降低。将超滤膜技术应用到市政供水中，可有效去除两虫。

（3）有机物：对系统膜出水及传统处理工艺处理后的有机物含量比对分析，发现二者均可满足《生活饮用水卫生标准》文件，去CODMn含量在3mg/L以下，但膜出水技术总体优于常规出水技术，采用超滤膜技术，其药剂投入相对较少，却可以达到同等处理效果，故采取超滤膜技术可节省成本投入。

（4）超滤膜技术在市政供水中应用和传统工艺的其他水质指标比对结果如表1所示。

由表1可得，采取超滤膜技术，其对亚硝酸盐、余铁、硬度、pH及藻类的去除效果明显优于传统工艺，其中对藻类的去除甚至达到未检出的标准，可见超滤膜技术优越性突出。

五、市政供水工程中超滤膜技术应用经验

在市政供水工程中应用超滤膜技术，应结合原水水质确定预处理方式，要求预处理满足膜工艺进水水质要求，保障处理系统稳定运行。对原水水质稳定的，可不设沉淀池，并在工艺处理中设自清洗过滤器，阻断大颗粒污染物进入系统。超滤是自来水处理的最后屏障，要保障其出水安全性，对膜构件完整性实时监测。

六、结束语

综上所述，案例该水处理厂采取膜处理工艺投产后，系统运行稳定，出水水质满足要求，选取混凝-超滤工艺可行性突出。且目前超滤膜技术的应用投入成本也得到进一步控制，其占地面积小、自动化、智能化程度不断提高，未来将在市政供水工程中更广泛应用。