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【摘 要】 生活饮用水水质标准提高和水源水质恶化的矛盾使得传统工艺供水厂的深度处理改造成为迫切需要，超滤作为一种饮用水深度处理技术，在实际应用中存在组合工艺不成熟的问题。本课题以韶关市某典型传统工艺供水厂不同处理单元的出水为对象，研究了利用超滤对传统工艺供水厂进行深度处理改造过程中的组合工艺选择，并对超滤膜的运行条件进行了优化。
【关键词】 饮用水;超滤;炭滤;砂滤
一、超滤的主要预处理工艺
在实际应用中，由于超滤对于水中污染物质良好的截流效果，所以通常被作为最后的处理单元进行污染水的净化处理。尽管利用超滤直接过滤原水可以达到很好的出水浊度效果，但考虑较大的污染负荷可能会加速膜污染的速度，增加超滤出水的有机物风险，因此有必要在超滤前采取一定的预处理措施。
（一）活性炭预处理
粉末活性炭和颗粒活性炭是超滤前活性炭预处理的两种应用形式，粉末活性炭的应用是通过在超滤膜进水中投加粉末状活性炭进行过滤，其特点是活性炭可以附着在超滤膜的表面，提高超滤膜的膜通量，降低跨膜压差，减缓膜污染速度;颗粒活性炭的应用则是在超滤前增加炭滤池，其特点是炭滤池对进水中多种指标都有一定的去除效果，可以降低超滤膜的负荷，长期运行后，生物活性炭的形成可以最大限度的去除有机物。
（二）混凝预处理
在传统饮用水处理工艺中，混凝单元利用网捕、卷扫等作用凝聚小分子形成絮体，再通过沉淀池的沉降作用去除絮体，可以有效降低水体中的胶体类物质和浊度物质等，对一些大分子有机物也有一定的去除效果，在超滤工艺中引入混凝预处理即是利用混凝对多种物质的去除效果来降低超滤膜的运行负荷，尤其是有机物负荷，从而减缓膜污染的速度。对超滤膜进水进行混凝预处理后，直接进行膜过滤和经沉淀后再进行膜过滤是混凝的两种应用形式，直接过滤方式使得松散的矾花絮体附着在膜丝的表面，形成一定的滤饼层，从而减少有机污染物和膜丝的直接接触，减缓膜污染的速度;而以混凝经沉淀后的水体作为超滤膜的进水，则从整体上降低了超滤膜的过滤负荷，但不易在膜表面形成松散的滤饼层。
（三）预氧化预处理
在超滤工艺中引入预氧化对原水进行预处理也是减轻超滤膜运行负荷、减缓膜污染速度的方法，同时预氧化过程中形成的副产物带来的不良效果以及氧化剂对膜材料的影响需要密切关注。常见的预氧化有预臭氧、预加氯及高锰酸盐的投加等。超滤前引入臭氧有助于提高膜通量、提高有机物去除率、减缓膜污染的速度，并改变水体中污染物的特性，对后续的超滤的处理效果有直接影响，尤其需要注意的是臭氧可以提高水体中污染物的可生化性，如果和一些生物预处理结合使用，比如膜生物反应器的应用，对超滤膜的运行和去除能力的提高是有利的。
二、超滤技术在自来水厂改造中的应用
（一）老水厂改造中对立升超滤技术的应用
根据上文的内容，不难看出PCV超滤膜技术能够在水厂改造中广泛应用，原因是其较传统工艺优点很多，例如：水质稳定能够有效的保证、运行的成本不高、进行清洗的时间较长等。目前，大多数的城镇老水厂在进行升级的过程中，根据水厂的具体情况以及当地对水的要求情况，使得水厂在选择超滤膜的形式上也不同，具体主要包括以下几种形式：其一选择内压型PVC超滤膜，不对原有的水厂进行较大的变动，设立一个膜车间，对经过水厂净化的水再次处理，保证水的质量符合新标准的规定，此种方法适用与用水量相对较小的地区，且原水厂的净水能力较好。其二选择浸没型PVC超滤膜，这种是目前城镇水厂改造采用的最为广泛的一种方法，其对原有水厂的沉淀池进行改造，改造成膜滤池，这种改造的成本相对较低，且能够满足各种供水需求。
（二）超滤膜的应用特点
超滤膜目前被水厂广泛的采用，并且受到较好的评价。虽然其净水的效果较好，但是其应用需要水厂具有一定的条件，即：超滤膜技术使用的主要产品需要价格较低，而且能够进行大规模生产，保证超滤膜工艺的成本。膜产品需要有较高的抗污染的能力，这样才能够保证膜产品长久的运用的安全性，而且此能够有效的减小水厂日后的运行费用。PCV高合金超滤膜是超滤技术中广泛采用的膜材料，其由两亲性共聚物改进聚氯乙烯材料制成，其有较好的净水效果，其造价不高，与传统的工艺的费用差不多，而且其抗污染的能力较强，后期的维护费用较低，适合城镇水厂使用，如（表1）为PCV材料的应用特点。
PCV合金超滤膜具有较多的优点，具体表现在三个方面：其一，这种过滤技术能够有效的保证过滤的精度，这种PCV膜的平均孔径为0.01，从上表1中可以看出，此种过滤膜技术过滤出来的水较为稳定，水的浊度在0.1NTU以下，不同的源水并不影响出水的浊度。水的浊度主要的影响因素是细菌虫以及细菌，因为PCV膜的孔径小于0.01，此种特点能够有效的保证水质中微生物的安全。其二，较低的压通量，PCV合金超滤膜需要的压力低但通量大，在清洗周期内，PCV膜的运行压力都在0.02—0.06Mpa，但是通量却较大。其三，PCV超滤膜的抗污染能力较强，其具有较好的亲水性，因为其孔径较小，所以其具有较高的抵抗污染的能力，上海的某水厂在使用此种膜技术的过程中，因为没有事先对水质进行过处理，直接使用的是长江的地表水，其进行化学清洗的时间是一个季度一次。
表1 水处理对PVC合金超滤膜的应用
（三）典型的工程案例
這是国家“十五”863项目的研究成果，同时也是天津市的科技创新专项资金项目。新水厂由华宇膜技术公司运营建设，于2008年的4月份完工，2008年的5月份正式开始运行，平均产水量是5000m3∕d。
这个水厂选择的超滤组件为LH3-1060内压型的PVC合金超滤膜的组件，水厂运行的数据表明出水浊度一般要低于0.1NTU，CODMn的去除率能够达到40%。
三、结束语
总而言之，水安全是人们正常生活的重要保证，利用超滤技术对水进行相关的处理，是水资源净化发展的方向。超滤比微滤、反渗透的效果较好，同时比纳滤的成本低，适合在城镇水厂的改造中使用。超滤技术能够有效的去除水中危害物质，且成本与传统工艺较为接近。超滤技术具有较多的优势，占地面积小，灵活性较强，适合不同的用水需求。
参考文献：
[1]曹红梅.超滤技术在生产水改造中的应用[J].广州化工，2010（07）.
[2]汪琳，胡克武，冯兆敏.超滤膜技术在自来水厂中应用的研究进展[J].城镇供水，2011（1）.
【关键词】 饮用水;超滤;炭滤;砂滤
一、超滤的主要预处理工艺
在实际应用中，由于超滤对于水中污染物质良好的截流效果，所以通常被作为最后的处理单元进行污染水的净化处理。尽管利用超滤直接过滤原水可以达到很好的出水浊度效果，但考虑较大的污染负荷可能会加速膜污染的速度，增加超滤出水的有机物风险，因此有必要在超滤前采取一定的预处理措施。
（一）活性炭预处理
粉末活性炭和颗粒活性炭是超滤前活性炭预处理的两种应用形式，粉末活性炭的应用是通过在超滤膜进水中投加粉末状活性炭进行过滤，其特点是活性炭可以附着在超滤膜的表面，提高超滤膜的膜通量，降低跨膜压差，减缓膜污染速度;颗粒活性炭的应用则是在超滤前增加炭滤池，其特点是炭滤池对进水中多种指标都有一定的去除效果，可以降低超滤膜的负荷，长期运行后，生物活性炭的形成可以最大限度的去除有机物。
（二）混凝预处理
在传统饮用水处理工艺中，混凝单元利用网捕、卷扫等作用凝聚小分子形成絮体，再通过沉淀池的沉降作用去除絮体，可以有效降低水体中的胶体类物质和浊度物质等，对一些大分子有机物也有一定的去除效果，在超滤工艺中引入混凝预处理即是利用混凝对多种物质的去除效果来降低超滤膜的运行负荷，尤其是有机物负荷，从而减缓膜污染的速度。对超滤膜进水进行混凝预处理后，直接进行膜过滤和经沉淀后再进行膜过滤是混凝的两种应用形式，直接过滤方式使得松散的矾花絮体附着在膜丝的表面，形成一定的滤饼层，从而减少有机污染物和膜丝的直接接触，减缓膜污染的速度;而以混凝经沉淀后的水体作为超滤膜的进水，则从整体上降低了超滤膜的过滤负荷，但不易在膜表面形成松散的滤饼层。
（三）预氧化预处理
在超滤工艺中引入预氧化对原水进行预处理也是减轻超滤膜运行负荷、减缓膜污染速度的方法，同时预氧化过程中形成的副产物带来的不良效果以及氧化剂对膜材料的影响需要密切关注。常见的预氧化有预臭氧、预加氯及高锰酸盐的投加等。超滤前引入臭氧有助于提高膜通量、提高有机物去除率、减缓膜污染的速度，并改变水体中污染物的特性，对后续的超滤的处理效果有直接影响，尤其需要注意的是臭氧可以提高水体中污染物的可生化性，如果和一些生物预处理结合使用，比如膜生物反应器的应用，对超滤膜的运行和去除能力的提高是有利的。
二、超滤技术在自来水厂改造中的应用
（一）老水厂改造中对立升超滤技术的应用
根据上文的内容，不难看出PCV超滤膜技术能够在水厂改造中广泛应用，原因是其较传统工艺优点很多，例如：水质稳定能够有效的保证、运行的成本不高、进行清洗的时间较长等。目前，大多数的城镇老水厂在进行升级的过程中，根据水厂的具体情况以及当地对水的要求情况，使得水厂在选择超滤膜的形式上也不同，具体主要包括以下几种形式：其一选择内压型PVC超滤膜，不对原有的水厂进行较大的变动，设立一个膜车间，对经过水厂净化的水再次处理，保证水的质量符合新标准的规定，此种方法适用与用水量相对较小的地区，且原水厂的净水能力较好。其二选择浸没型PVC超滤膜，这种是目前城镇水厂改造采用的最为广泛的一种方法，其对原有水厂的沉淀池进行改造，改造成膜滤池，这种改造的成本相对较低，且能够满足各种供水需求。
（二）超滤膜的应用特点
超滤膜目前被水厂广泛的采用，并且受到较好的评价。虽然其净水的效果较好，但是其应用需要水厂具有一定的条件，即：超滤膜技术使用的主要产品需要价格较低，而且能够进行大规模生产，保证超滤膜工艺的成本。膜产品需要有较高的抗污染的能力，这样才能够保证膜产品长久的运用的安全性，而且此能够有效的减小水厂日后的运行费用。PCV高合金超滤膜是超滤技术中广泛采用的膜材料，其由两亲性共聚物改进聚氯乙烯材料制成，其有较好的净水效果，其造价不高，与传统的工艺的费用差不多，而且其抗污染的能力较强，后期的维护费用较低，适合城镇水厂使用，如（表1）为PCV材料的应用特点。
PCV合金超滤膜具有较多的优点，具体表现在三个方面：其一，这种过滤技术能够有效的保证过滤的精度，这种PCV膜的平均孔径为0.01，从上表1中可以看出，此种过滤膜技术过滤出来的水较为稳定，水的浊度在0.1NTU以下，不同的源水并不影响出水的浊度。水的浊度主要的影响因素是细菌虫以及细菌，因为PCV膜的孔径小于0.01，此种特点能够有效的保证水质中微生物的安全。其二，较低的压通量，PCV合金超滤膜需要的压力低但通量大，在清洗周期内，PCV膜的运行压力都在0.02—0.06Mpa，但是通量却较大。其三，PCV超滤膜的抗污染能力较强，其具有较好的亲水性，因为其孔径较小，所以其具有较高的抵抗污染的能力，上海的某水厂在使用此种膜技术的过程中，因为没有事先对水质进行过处理，直接使用的是长江的地表水，其进行化学清洗的时间是一个季度一次。
表1 水处理对PVC合金超滤膜的应用
（三）典型的工程案例
這是国家“十五”863项目的研究成果，同时也是天津市的科技创新专项资金项目。新水厂由华宇膜技术公司运营建设，于2008年的4月份完工，2008年的5月份正式开始运行，平均产水量是5000m3∕d。
这个水厂选择的超滤组件为LH3-1060内压型的PVC合金超滤膜的组件，水厂运行的数据表明出水浊度一般要低于0.1NTU，CODMn的去除率能够达到40%。
三、结束语
总而言之，水安全是人们正常生活的重要保证，利用超滤技术对水进行相关的处理，是水资源净化发展的方向。超滤比微滤、反渗透的效果较好，同时比纳滤的成本低，适合在城镇水厂的改造中使用。超滤技术能够有效的去除水中危害物质，且成本与传统工艺较为接近。超滤技术具有较多的优势，占地面积小，灵活性较强，适合不同的用水需求。
参考文献：
[1]曹红梅.超滤技术在生产水改造中的应用[J].广州化工，2010（07）.
[2]汪琳，胡克武，冯兆敏.超滤膜技术在自来水厂中应用的研究进展[J].城镇供水，2011（1）.