超滤膜技术在农村安全供水中的应用研究

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我国是一个农业大国,农村居民占全国总人口约70%。受自然和经济、社会等条件制约,农村居民饮水困难和饮水安全问题长期存在。解决农村饮水困难问题于20世纪90年代正式被纳入国家规划,2004年我国农村严重缺乏饮用水的历史基本结束,农村饮水工作任务的重点开始转为保障饮水安全。目前,我国农村饮水水源均受到不同程度的污染,以微污染类型为主,农村供水的安全性普遍较差,尤以水质安全问题最为突出;另一方面,农村居民对饮用水水质安全的期望值逐渐提高。传统给水处理技术的局限性使得此种供需矛盾很难得到有效的解决,解决此矛盾的一个重要途径是在农村饮水安全工程中立即采用新型高效的水处理技术。超滤技术被认为是可以有效解决农村地区水质安全问题最具潜力的技术之一。因此,研究超滤集成技术在农村地区微污染地表水安全供水中的应用有重要的现实意义。   本研究在阅读相关文献的基础上,以“十一五”国家科技支撑计划重点项目课题“农村安全供水集成技术研究与示范”为背景,运用课题成果于重庆市秀山县建立日处理规模为200m3/d的超滤技术农村饮水安全示范工程,并分别从设计、施工、调试、运行及维护管理各个方面对超滤集成技术在示范工程中的应用进行了大量研究,最终对该项技术在农村地区微污染地表水安全供水中的应用经验进行了归纳和总结,并对其运行效果进行了分析。主要工作和结论如下:①调研了我国农村供水及其安全性现状;②分别从水源、水处理工艺及设备、评价指标体系及工程运行管理四个方面对我国农村饮水安全性现状进行了分析;③分析了超滤技术的净水原理,总结了其操作模式、水处理特性及其在农村地区供水中的应用优势;④以重庆秀山县超滤技术农村饮水安全示范工程为背景,通过现场参与工程建设的整个过程,分别对示范工程建设的各个阶段进行了研究,并对超滤集成技术在该工程中的应用经验进行了归纳和总结;⑤对系统预处理工艺进行了优化。改变混凝方式,将一级、二级混凝改为微絮凝,考察指标为膜池内的矾花状态、设备出水水质、跨膜压差变化。优化结果表明:微絮凝+超滤处理农村微污染地表水,不仅不会影响设备出水水质,还能在一定程度上缓解膜污染,而且大大简化了超滤预处理系统,节约了设备的占地面积和投资成本,更使水厂的日常维护和管理变得简捷;⑥对超滤出水的后续消毒模式进行了研究。研究结果表明:超滤净水不能替代消毒过程,只能减少消毒剂的总投加量。间歇消毒模式在本工程中是可行的,在今后的类似工程中值得推广;⑦对示范工程的运行效果进行了分析。分析结果显示:超滤设备出水水质优良且稳定,系统在运行过程中气水比小、总回收率高,运行成本为0.239元/吨。本研究所得结论对农村地区应用超滤技术的饮水安全工程建设具有很大的参考价值和指导意义。
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