應用納濾膜去除飲用水水源中的硫酸根

陳 翔 侯曉慶 賈海濤 周英豪 鄧 磊

飲用水中硫酸根超標會使飲用水口感變差，嚴重時還會引起腹瀉等癥狀，因此去除飲用水中超標硫酸根具有重要意義。本文以我國某西部地區硫酸根超標的水源為對象進行實驗研究，主體工藝采用納濾膜技術，對水源中的超標硫酸根進行去除。通過近6個月的實驗，結果顯示，進水壓力為0.3～0.4MPa時，納濾膜對總溶解性固體的去除率約為50%，對硫酸根的去除率為90%左右。

實驗裝置與方法

1.實驗裝置

本實驗原水為西部某省的河水，冬季水溫在2℃左右，濁度約為40NTU，原水中的硫酸根濃度約為400mg/L。本實驗進水壓力為0.3～0.4MPa，進水量約4m3/h，產水量約2m3/h，回收率為50%左右。實驗裝置如圖1所示。

圖1 實驗裝置

納濾膜組：3支膜，單支膜面積為34m2。納濾進水高壓泵：流量為8m3/h，揚程90m。保安過濾器：過濾精度5μm，PP棉材質。

由于原水濁度較高，采用混凝、沉淀、砂濾及超濾作為預處理，保證納濾系統進水濁度小于1NTU。

2.實驗方法

硫酸根采用鉻酸鋇光度法測量。

效果分析

1.納濾膜系統對TDS的去除效果

系統運行期間取樣44次，每次取樣包含進水水樣和出水水樣，檢測其TDS值。進水TDS、產水TDS和脫鹽率隨時間變化的曲線如圖2。

圖2 進水TDS、產水TDS和脫鹽率隨時間變化的曲線

由圖2可知，進水TDS與產水TDS及脫除率變化一致。原水水質變化幅度較大，波動在30%左右。產水電導及脫鹽率變化幅度較小，說明納濾膜可耐受一定程度的進水水質波動。系統脫鹽率穩定在50%左右。

2.納濾膜系統對硫酸根的去除效果

系統運行期間取樣44次，每次取樣包含進水水樣和出水水樣，檢測其硫酸根含量。進水硫酸根、產水硫酸根和硫酸根脫除率隨時間變化的曲線如圖3。

圖3 進水硫酸根、產水硫酸根和硫酸根脫除率隨時間變化的曲線

第一階段，納濾系統連續運行3個月，不進行清洗，考察膜的耐污染情況，同時監測實驗數據，包括總溶解固體濃度、硫酸根濃度。第二階段，每周對膜進行4次在線清洗，考察膜的耐受性、清洗后的恢復性，系統的脫鹽率、硫酸根去除率變化。

總溶解固體TDS采用TDS筆測量，

由圖3可知，進水硫酸根濃度范圍為220～500 mg/L，波動較大。出水硫酸根濃度范圍為20～40mg/L，波動較小，出水水質穩定。硫酸根去除率基本全部高于90%，去除率達到實驗要求。

結 論

①納濾膜系統脫鹽率約為50%，可保留大部分低價離子，滿足健康飲用水的要求。

②進水壓力為0.3～0.4MPa時，經過納濾膜系統后，硫酸根穩定去除率在90%左右，出水硫酸根濃度控制在安全飲用范圍內。

③納濾膜適用于硫酸根超標的飲用水水源處理，處理出水水質較好，處理效率較高，運行能耗較低。