膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用.doc

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膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用
董浩1董福平2杨新新1
（1.浙江省农田水利总站，浙江杭州310009；2.浙江省水利学会，浙江杭州310020）

摘要：浙江内陆地区农村饮用水工程存在服务对象分散、源水水质差、地形复杂等特点，而东南沿海及海岛地区具有资源型缺水，但滩涂水库亚海水资源丰富的现状，与城市供水之间有着明显的差异。本文着重论述了超滤技术在农村饮用水工程中的应用研究以及利用反渗透技术进行亚海水淡化的研究成果。
关键词：膜；超滤（UF）；反渗透（RO）；饮用水；农村

1.概述
浙江内陆地区农村饮用水工程存在服务对象分散、源水水质差、地形复杂等特点，而东南沿海及海岛地区具有资源型缺水，但滩涂水库亚海水资源丰富的现状，与城市供水之间有着明显的差异。为推广应用先进适用技术，多途径解决农村饮用水水源问题，我们开展了膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用，取得了较好的效果。
目前，国内外的饮用水处理技术主要有常规处理技术、强化常规处理技术、深度处理技术、膜处理技术等。传统的饮用水处理工艺一般为：混凝—沉淀—过滤—消毒，以去除水中的悬浮物、胶体颗粒物为主，相对受污染水源中溶解性有机物的去除能力则明显不足。同时，随着对消毒副产物、微生物指标和内分泌干扰物质研究的深入，人类对水质标准不断提升，部分常规水处理技术已经无法适应需求。
膜技术是20世纪水处理领域的关键技术，常用的膜技术包括微滤（Microfiltration，MF）、超滤（Ultrafiltration，UF）、纳滤（Nanofiltration，NF）、电渗析（ElectroDialysis，ED）和反渗透（ReverseOsmosis，RO）。该技术依据原水水质，选用不同的膜来截留水中物质，所以它是一种严格的物理的和绝对的分离技术。
表1.1显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法。微滤是传统过滤法的直接延伸，属于亚微米级范围，用以过滤胶体和细菌（＜10-2~10-7m）；超滤比微滤晋升一级，可去除病毒和大分子量有机物质（10-7~10-8m）；纳滤可去除小分子量（＜300）有机物及二价金属离子；反渗透需在高压（渗透）力下产生作用；电渗析是一种不同性质的工艺，它是用离子交换膜在电动势的驱动下，去除溶液中的带电离子。膜处理技术有以下基本性能：①它是一种物理过滤作用，不需要加注药剂；②它是一种绝对的过滤作用；③它不产生副产品；④它运行的驱动力是压力，容易实现自动控制。
表1.1膜法工艺适用范围与特点
微滤MF超滤UF纳滤NF反渗透RO膜孔径0.1-2.0μm0.01-0.1μm<0.02μm<10A操作压力0.2－2bar1－5bar3.5－8bar7－42bar
56-84bar(海水)细菌、悬浮物
蛋白质、病毒、胶体
盐
杀虫剂

鞭毛虫、酵母
颜料、胶体

蛋白质、病毒
盐、胶体
盐

盐、胶体
纯水
杀虫剂

2.超滤技术在农村饮用水工程中的研究与应用
2.1试验研究与示范工程建设
2.1.1试验目的与方法
通过几个不同水源的超滤实验，来确定工艺流程是否可行。先取原水进行烧杯试验，以确定氧化剂和絮凝剂的加入量，然后用超滤组件试验，并对原水和产水进行分析。
试验仪器包括实验装置和分析仪器：SFD-0.5型超滤装置；HACH公司DREL2400、DREL4000分光光度仪；waltron公司μAI-7041-01-A02硅分析仪；Ionics公司Sievers820TOC仪；DIONEX公司ICS-2000离子色谱仪；PE公司AA800原子吸收分光光度仪；Agilent公司1100高效液相色谱仪、6980-5973N气相色谱-质谱联用仪；Beckman公司颗粒分析仪；JEOL公司JSM-6360LV电子扫描显微镜；PMI公司CFP-1500-AX毛细管流动孔径仪；SEO公司Phoenix300接触角分析仪；micromeritics公司ASAP-2020M比表面和孔分析仪等。
2.1.2试验结果
对拟建水站的三份水源水（东苕溪、福山、基山）分别进行了3次小试，使用OMEXELL小型超滤组件，氧化剂加入量为5ppm、絮凝剂加入量10ppm，工艺流程如图1所示。
以上试验表明，“氧化—絮凝—超滤”工艺能很好的去除浊度、铁、锰，较好的去除CODMn，对氟化物也有一定的去除能力，产水口感好，经原水和超滤产水分析，结果能够满足饮用水的要求。

超滤泵
絮凝剂
氧化剂
原水（河水）

产水
超滤装置

图1.试验工艺流程图
2.2示范工程建设
湖州市妙西镇基山村是当地的贫困村，由于该村居住人口比较分散且附近水源地得不到有效保护，村民原来一直饮用经简单沉淀处理后不达标的河水。作为本次研究的试点工程项目，该水厂已正式