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摘 要：为了更好地比较超滤膜和活性炭两种深度处理水工艺对常规滤后水的影响，本实验以常规滤后水为源水，分别对常规系统、超滤系统的和活性炭系统的出水氨氮、浊度、菌落数、有机物（一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、总有机碳）进行测量比较。邓肯式新复极差法的结果表明，除氨氮和细菌菌落去除效果不理想外，超滤膜和煤质活性炭对滤后水的浊度和有机物在滤后水含量不高的情况下亦有明显的下降，其中活性炭对有机物的去除率最高可达97.73%；而超濾膜能使浊度降低13.25%，达到0.0857NTU，该两项均远远低于国标。
关键词：超滤膜；煤质活性炭；滤后水
近几十年来，净水工艺随着科技的进步得到飞速的发展，由起始的简单沉淀过滤到传统的常规处理工艺，发展到现在的活性炭及其联用技术，纤维膜技术，臭氧氧化技术和紫外消毒技术等深度处理工艺。考虑到工艺技术的成熟程度，实际应用的可行性以及水厂运行的经验总结，活性炭及其联用技术和膜技术普遍得到大家的认同。膜处理技术含量高、去除污染物范围广、不需要投加药剂、占地面积小、操作易于实现自动化和行业发展受到重视，但一些问题如膜浓缩液处理、建设成本费用高，对溶解态的有机污染物去除不佳等都急需解决，才能满足今后的发展需求。
1实验部分
本实验方法主要依照《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750—2006）、《水质挥发性氯代烃的测定》（HJ 620-2011）对各系统出水的氨氮、浊度、菌落数、有机物（一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、总有机碳）进行测定分析。在水厂滤后水管廊处加装家用超滤膜一套和活性炭炭缸一个，对常规滤后水、超滤膜滤后水和炭缸滤后水进行对比测试，其中氨氮和浊度每6小时测试一次，后期每一日测试一次；菌落数和有机物项每一日测试一次。采用纳氏试剂分光光度法，水中氨与纳氏试剂在碱性条件下生成黄至棕色的化合物，其色度与氨氮含量成正比。取50mL水样于比色管中，加入1mL酒石酸钾钠溶液，混匀，加入1.0mL纳氏试剂混匀后放置10分钟，于420nm波长下测定吸光度。采用散射法，使用散射式浊度仪，在相同条件下用福尔马肼混悬液散射光的强度和水样散射光的强度进行比较。散射光的强度越大，表示浑浊度越高。平皿计数法，以无菌操作法用灭菌吸管吸取1mL充分混匀的水样，注入灭菌平皿中，倾注约15mL已融化并冷却到45℃的营养琼脂培养基，并立即旋摇平皿，使水样于与培养基充分混匀。待冷却凝固后，翻转平皿，是底面向上，于36℃±1℃培养箱内培养48h，进行菌落计数。采用顶空气相色谱法，向22 ml 顶空瓶中加入3 g NaCl，取10.0 ml 水样缓慢加入顶空瓶中，立即加盖封。置于顶空进样器的样品盘中，设置顶空进样器和气相色谱分析条件，启动顶空进样器和气相色谱系统，以保留时间进行定性分析、以峰高或峰面积进行定量分析。根据目标物的峰面积，由校准曲线得到样品溶液中目标物的浓度。所有实验数据先用Excel2007进行初步整理，再利用IBM SPSS statistics19進行单因素均值比较分析。
2结果讨论
2.1氨氮
对各系统的氨氮数据采用单因素方差分析均值比较法，共有141个实验对照组，其中常规滤后水的氨氮均值为0.0231，超滤膜的为0.0233，上升0.87%；而活性炭的则下降到0.0226，减少了2.16%。通过比较95%的置信区间可以发现，活性炭的出水氨氮上下限值分别为0.0214和0.0238，比常规滤后水的0.0219和0.0243均要低且范围区间窄，说明其出水氨氮值稳定度高，上下漂移值小；而超滤膜却恰恰相反，上下限和区间均比滤后水高且宽，说明其出水稳定性和氨氮去粗效果较差。
显著性方面，各组分两两之间比较得出的显著性均比α=0.05大，即三者的均值差异不显著，故说明超滤膜和活性炭对滤后水的氨氮去粗率效果并没有显著性差异。
2.2浊度
浊度分析采用同样的方法，滤后水的均值浊度为0.0988，而活性炭的为0.0930，表现最好的超滤膜只有0.0857，下降了13.25%，三者均值皆低于0.1NTU，符合优质供水的目标。对比发现，超滤膜无论在均值，95%置信区间限值和极大值方面都低于其余两对照组，说明其在浊度性能方面远优于其他两者。超滤膜滤后与常规滤后和活性炭滤后的显著性分别为0和0.008，比 α值0.05小得多，说明它与其余两系统的差异性十分显著，浊度均值有显著性的下降。
2.3菌落数
菌落数数共有18组，情况如表5所示，可见细菌数达标低于100CFU/mL的只有常规滤后，而超滤膜的细菌数远远多于其余两者，均值达到890 CFU/mL，而炭缸的为115 CFU/ml，两者皆高于国标。菌落的生长周期为2～3日，其中超滤膜的细菌生长较为迅速，有7日是达到1000CFU/mL以上，平均约4日即有一次较大的增长；而活性炭的菌落增长区间波段性较为稳定，徘徊于50到200CFU/mL之间。总的来说，两系统皆有利于细菌的生长，对水质有一定恶化的影响。
2.4有机物
有机物检测项包括，总有机碳、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和四氯化碳，其中三个工艺系统的一氯二溴甲烷和四氯化碳均低于检出下限，分别是0.0001和0.00001，故不作比较。通过比较70组实验数据发现，如表6所示，活性炭对有机物的去除效果显著，其中总有机碳下降43.85%，三氯甲烷下降79.54%，二氯一溴甲烷下降97.73%。超滤膜亦有一定去除效果，其中总有机碳下降0.36%，三氯甲烷下降46.18%，二氯一溴甲烷下降50.80%。可见活性炭在有机物去除方面有一定优势，但是其使用寿命有一定期限，通过对比前后数据发现，活性炭的吸附周期约为3个半月，其吸附效能就会逐渐降低；而超滤膜则在实验期间效果稳定，未出现饱和状况，使用寿命更长。
3结论
①超滤膜和活性炭在低氨氮的情况下，去除效果不明显，但相对来说活性炭在氨氮方面的去粗比超滤膜的效果好，有约2～3%的降低；②即使在入水浊度低于0.01NTU情况下，超滤膜和活性炭均能起到继续降低浊度的效果，且效果非常显著，起到深度处理的作用；③菌落数在该两工艺中均有明显上升，且细菌的生长周期约为4天，该两工艺的膜面积和活性炭孔结构为细菌的生长提供场所；④活性炭在有机物去除方面效果极佳，基本为检测设备的下限且效果迅速，符合水深度处理工艺和突发性有机物污染防御，超滤膜亦起到一定作用且使用寿命较长。
参考文献：
[1]陈志杰.省环保厅发布2013年广东环境质量状况总体稳定良好[N].南方日报网络版， 2013-6-5（A08）
[2]任怀智，唐媛媛.自来水厂深度净水工艺的发展与应用[J].山西建筑，2014， 40（8）：133-134
关键词：超滤膜；煤质活性炭；滤后水
近几十年来，净水工艺随着科技的进步得到飞速的发展，由起始的简单沉淀过滤到传统的常规处理工艺，发展到现在的活性炭及其联用技术，纤维膜技术，臭氧氧化技术和紫外消毒技术等深度处理工艺。考虑到工艺技术的成熟程度，实际应用的可行性以及水厂运行的经验总结，活性炭及其联用技术和膜技术普遍得到大家的认同。膜处理技术含量高、去除污染物范围广、不需要投加药剂、占地面积小、操作易于实现自动化和行业发展受到重视，但一些问题如膜浓缩液处理、建设成本费用高，对溶解态的有机污染物去除不佳等都急需解决，才能满足今后的发展需求。
1实验部分
本实验方法主要依照《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750—2006）、《水质挥发性氯代烃的测定》（HJ 620-2011）对各系统出水的氨氮、浊度、菌落数、有机物（一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、总有机碳）进行测定分析。在水厂滤后水管廊处加装家用超滤膜一套和活性炭炭缸一个，对常规滤后水、超滤膜滤后水和炭缸滤后水进行对比测试，其中氨氮和浊度每6小时测试一次，后期每一日测试一次；菌落数和有机物项每一日测试一次。采用纳氏试剂分光光度法，水中氨与纳氏试剂在碱性条件下生成黄至棕色的化合物，其色度与氨氮含量成正比。取50mL水样于比色管中，加入1mL酒石酸钾钠溶液，混匀，加入1.0mL纳氏试剂混匀后放置10分钟，于420nm波长下测定吸光度。采用散射法，使用散射式浊度仪，在相同条件下用福尔马肼混悬液散射光的强度和水样散射光的强度进行比较。散射光的强度越大，表示浑浊度越高。平皿计数法，以无菌操作法用灭菌吸管吸取1mL充分混匀的水样，注入灭菌平皿中，倾注约15mL已融化并冷却到45℃的营养琼脂培养基，并立即旋摇平皿，使水样于与培养基充分混匀。待冷却凝固后，翻转平皿，是底面向上，于36℃±1℃培养箱内培养48h，进行菌落计数。采用顶空气相色谱法，向22 ml 顶空瓶中加入3 g NaCl，取10.0 ml 水样缓慢加入顶空瓶中，立即加盖封。置于顶空进样器的样品盘中，设置顶空进样器和气相色谱分析条件，启动顶空进样器和气相色谱系统，以保留时间进行定性分析、以峰高或峰面积进行定量分析。根据目标物的峰面积，由校准曲线得到样品溶液中目标物的浓度。所有实验数据先用Excel2007进行初步整理，再利用IBM SPSS statistics19進行单因素均值比较分析。
2结果讨论
2.1氨氮
对各系统的氨氮数据采用单因素方差分析均值比较法，共有141个实验对照组，其中常规滤后水的氨氮均值为0.0231，超滤膜的为0.0233，上升0.87%；而活性炭的则下降到0.0226，减少了2.16%。通过比较95%的置信区间可以发现，活性炭的出水氨氮上下限值分别为0.0214和0.0238，比常规滤后水的0.0219和0.0243均要低且范围区间窄，说明其出水氨氮值稳定度高，上下漂移值小；而超滤膜却恰恰相反，上下限和区间均比滤后水高且宽，说明其出水稳定性和氨氮去粗效果较差。
显著性方面，各组分两两之间比较得出的显著性均比α=0.05大，即三者的均值差异不显著，故说明超滤膜和活性炭对滤后水的氨氮去粗率效果并没有显著性差异。
2.2浊度
浊度分析采用同样的方法，滤后水的均值浊度为0.0988，而活性炭的为0.0930，表现最好的超滤膜只有0.0857，下降了13.25%，三者均值皆低于0.1NTU，符合优质供水的目标。对比发现，超滤膜无论在均值，95%置信区间限值和极大值方面都低于其余两对照组，说明其在浊度性能方面远优于其他两者。超滤膜滤后与常规滤后和活性炭滤后的显著性分别为0和0.008，比 α值0.05小得多，说明它与其余两系统的差异性十分显著，浊度均值有显著性的下降。
2.3菌落数
菌落数数共有18组，情况如表5所示，可见细菌数达标低于100CFU/mL的只有常规滤后，而超滤膜的细菌数远远多于其余两者，均值达到890 CFU/mL，而炭缸的为115 CFU/ml，两者皆高于国标。菌落的生长周期为2～3日，其中超滤膜的细菌生长较为迅速，有7日是达到1000CFU/mL以上，平均约4日即有一次较大的增长；而活性炭的菌落增长区间波段性较为稳定，徘徊于50到200CFU/mL之间。总的来说，两系统皆有利于细菌的生长，对水质有一定恶化的影响。
2.4有机物
有机物检测项包括，总有机碳、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和四氯化碳，其中三个工艺系统的一氯二溴甲烷和四氯化碳均低于检出下限，分别是0.0001和0.00001，故不作比较。通过比较70组实验数据发现，如表6所示，活性炭对有机物的去除效果显著，其中总有机碳下降43.85%，三氯甲烷下降79.54%，二氯一溴甲烷下降97.73%。超滤膜亦有一定去除效果，其中总有机碳下降0.36%，三氯甲烷下降46.18%，二氯一溴甲烷下降50.80%。可见活性炭在有机物去除方面有一定优势，但是其使用寿命有一定期限，通过对比前后数据发现，活性炭的吸附周期约为3个半月，其吸附效能就会逐渐降低；而超滤膜则在实验期间效果稳定，未出现饱和状况，使用寿命更长。
3结论
①超滤膜和活性炭在低氨氮的情况下，去除效果不明显，但相对来说活性炭在氨氮方面的去粗比超滤膜的效果好，有约2～3%的降低；②即使在入水浊度低于0.01NTU情况下，超滤膜和活性炭均能起到继续降低浊度的效果，且效果非常显著，起到深度处理的作用；③菌落数在该两工艺中均有明显上升，且细菌的生长周期约为4天，该两工艺的膜面积和活性炭孔结构为细菌的生长提供场所；④活性炭在有机物去除方面效果极佳，基本为检测设备的下限且效果迅速，符合水深度处理工艺和突发性有机物污染防御，超滤膜亦起到一定作用且使用寿命较长。
参考文献：
[1]陈志杰.省环保厅发布2013年广东环境质量状况总体稳定良好[N].南方日报网络版， 2013-6-5（A08）
[2]任怀智，唐媛媛.自来水厂深度净水工艺的发展与应用[J].山西建筑，2014， 40（8）：133-134