膜濾技術(shù)在飲用水凈化中的應(yīng)用

王 迪，佟雪松

(長(zhǎng)春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130032)

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膜濾技術(shù)在飲用水凈化中的應(yīng)用

王 迪，佟雪松

(長(zhǎng)春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130032)

對(duì)膜濾技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行分析，闡述飲用水的凈化，通過(guò)分別研究來(lái)明確濾膜技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)實(shí)踐過(guò)程中存在的不足提出相應(yīng)措施，并對(duì)其進(jìn)行不斷的改善。不僅可以提高我國(guó)飲用水的質(zhì)量，也可以對(duì)生活與工業(yè)中的污水進(jìn)行有效的處理。要引起相關(guān)部門(mén)的重視，并加大投資的力度。

濾膜技術(shù)；飲用水；凈化水資源

超濾膜技術(shù)是一種可對(duì)溶液狀態(tài)進(jìn)行凈化、濃縮或者改善的分離技術(shù)，其處于微濾與納濾技術(shù)之間，在我國(guó)的水處理中有著較為廣泛的應(yīng)用。以壓力差作為動(dòng)力來(lái)進(jìn)行膜過(guò)濾的技術(shù)有三種，分別是超濾膜技術(shù)、逆滲透膜技術(shù)及微孔膜過(guò)濾。三者之間的主要區(qū)分在于膜層所截留的最小粒子尺寸，微孔膜的孔徑范圍標(biāo)準(zhǔn)是0.02～10μm；逆滲透膜的孔徑標(biāo)準(zhǔn)是0.0001～0.02μm；而超濾膜的孔徑標(biāo)準(zhǔn)則是0.001～0.02μm。所以，超濾膜通常適用于水處理的過(guò)程，以此對(duì)其他分離技術(shù)難以處理的膠狀懸浮分離。隨著超濾技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，逐漸開(kāi)始使用高分子分離膜，將高分子材料用于模制作可以提高水處理的效果與質(zhì)量。

超濾進(jìn)行的過(guò)程也可以理解成篩分的過(guò)程，將膜兩側(cè)之間的壓力差作為動(dòng)力來(lái)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行處理，當(dāng)水流過(guò)超濾膜表面時(shí)，只有水、小分子物質(zhì)以及無(wú)機(jī)鹽等物質(zhì)可以透過(guò)，也就對(duì)水中存在的雜質(zhì)、懸浮物以及蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進(jìn)行隔離與分離，以此來(lái)保障飲用水的純度與干凈?，F(xiàn)階段的超濾膜通常是不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，通過(guò)一層相對(duì)較薄的指紋結(jié)構(gòu)多孔膜來(lái)進(jìn)行分離與支撐。

1 膜濾技術(shù)在飲用水凈化中的應(yīng)用

膜濾技術(shù)是對(duì)飲用水中懸浮顆粒以及膠狀物質(zhì)進(jìn)行隔離的有效屏障，也可以有效的去除細(xì)菌、病毒等水生物，是現(xiàn)階段飲用水凈化處理中的主要方式。與傳統(tǒng)的應(yīng)用水凈化處理方式進(jìn)行比較，具有可調(diào)節(jié)、適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于超濾膜的截留分子量相對(duì)較大，所以，在去除溶解性金屬離子、有機(jī)物、溶解鹽等小分子有機(jī)物方面相對(duì)較差?，F(xiàn)階段飲用水凈化的技術(shù)逐漸成熟，但依然存在一定的問(wèn)題，這就要求不斷深化這方面的研究。

2 飲用水面臨的問(wèn)題

首先，是水質(zhì)的污染問(wèn)題逐漸加劇，并且水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)也在提高。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水質(zhì)污染的問(wèn)題受到廣泛的關(guān)注。據(jù)我國(guó)相關(guān)部門(mén)調(diào)查表明，我國(guó)地表水的總體水質(zhì)屬于中度污染，有1/4的飲用水源難以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，這也就難以保障飲用水的正常使用。同時(shí)，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸加快，人們的生活水平有了顯著的提高，對(duì)飲用水的要求與標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地提高，因此，我國(guó)的飲用水監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地改變，由1985年的35項(xiàng)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)增加到現(xiàn)在的106項(xiàng)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)的力度也在不斷地加大，此外，還增加了很多非常規(guī)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，例如隱孢子蟲(chóng)與賈第蟲(chóng)的指標(biāo)等。生活飲用水的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不斷地提高，對(duì)飲用水凈化處理的工藝也就有了新的要求，這就要求不斷完善超濾技術(shù)，以此來(lái)提高飲用水的質(zhì)量。其次，是飲用水廠水處理工藝上存在一定的問(wèn)題。常規(guī)的處理工藝主要是對(duì)飲用水中存在的膠體物質(zhì)、懸浮物以及不利于身體健康的微生物進(jìn)行處理，但這種處理方式難以達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，所以，應(yīng)該改善工藝中存在的不足之處。傳統(tǒng)的水處理工藝沒(méi)有有效的去除水中的有機(jī)物，這也就難以保障飲用水的質(zhì)量。同時(shí)，現(xiàn)階段我國(guó)的水資源污染相對(duì)較為嚴(yán)重，常規(guī)加臭氧、活性炭進(jìn)行深度處理的工藝存在一定的不足，例如原水溴離子的含量相對(duì)較高，所以，在出水的時(shí)候監(jiān)測(cè)可能超標(biāo)，而這種物質(zhì)是國(guó)際上檢出的致癌物，所以應(yīng)該有效控制其含量。據(jù)相關(guān)研究表明，活性炭可以有效去除其超標(biāo)含量，但也會(huì)帶來(lái)一定的健康威脅，所以在對(duì)臭氧、活性炭使用的過(guò)程中應(yīng)該慎重。同時(shí)，在出水的過(guò)程中會(huì)帶走相應(yīng)的活性炭表面生物膜，使出水的濁度存在不穩(wěn)定現(xiàn)象。此外，在出水的過(guò)程中，微生物的安全性會(huì)降低，由于出水過(guò)程中的生物膜使炭濾池中的細(xì)菌與微生物逐漸增多，所以，難以保障水資源的凈化效果。由此可見(jiàn)，要想提高飲用水凈化的效果，就應(yīng)該有效的改善原有的工藝，以此來(lái)滿足人們生活的要求。

3 超濾技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

超濾技術(shù)屬于綠色物理分離技術(shù)，可以起到擴(kuò)散與篩選的作用，即使不在其中添加混凝劑，也可以對(duì)水中的膠狀物質(zhì)以及懸浮物進(jìn)行有效的處理，所以，超濾技術(shù)可以在一定程度上降低對(duì)水資源的污染問(wèn)題。同時(shí)，超濾技術(shù)也可以有效的去除飲用水中的微生物，例如賈第蟲(chóng)、隱孢子蟲(chóng)、病毒以及細(xì)菌，等等。在出水的過(guò)程中，對(duì)水質(zhì)也有一定的保障，可以達(dá)到國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)與要求，所以，無(wú)須針對(duì)出水進(jìn)行再次殺菌消毒，這也就降低了二次污染的現(xiàn)象。超濾技術(shù)可截留分子的質(zhì)量范圍多是為500～106的物質(zhì)，現(xiàn)階段天然水中的有機(jī)物多在這一范圍之內(nèi)，所以，超濾技術(shù)可以有效去除水中的有機(jī)物，同時(shí)，也可以減少水中消毒劑的含量，降低其所產(chǎn)生的副作用，從根本上提高飲用水的安全性。在對(duì)飲用水進(jìn)行常規(guī)的過(guò)濾時(shí)，一部分的污染物會(huì)吸附在濾料的表面，與傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行比較，超濾技術(shù)能有效去除水中的污染物，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，由于水通過(guò)濾膜的時(shí)間相對(duì)較短，使濾膜設(shè)備的容積相對(duì)較小，這也是其他常規(guī)工藝難以達(dá)到的技術(shù)。

4 超濾技術(shù)在水處理中的效果

通過(guò)相關(guān)的實(shí)踐與研究可以明確，超濾技術(shù)對(duì)現(xiàn)階段的水處理質(zhì)量有著直接的影響，其可以有效去除飲用水的濁度、微生物、病毒、細(xì)菌、色度、有機(jī)物以及無(wú)機(jī)離子。據(jù)調(diào)查表明，超濾膜技術(shù)對(duì)飲用水進(jìn)行凈化的過(guò)程中對(duì)水濁度進(jìn)行去除的效率可以達(dá)到95%之上，并且在出水的過(guò)程中濁度相對(duì)較為穩(wěn)定，受外界因素的影響相對(duì)較小，如果是通過(guò)微絮凝-直接超濾的工藝與混合-絮凝-超濾工藝都可以使出水的濁度保持在0.1 NTU之下。同時(shí)，超濾技術(shù)對(duì)飲用水中微生物、兩蟲(chóng)以及藻類的去除率可以達(dá)到100%。

5 超濾技術(shù)在水處理應(yīng)用中存在的問(wèn)題

超濾技術(shù)在使用的過(guò)程中會(huì)受到一定程度的污染，現(xiàn)階段膜污染的途徑主要有以下幾種類型：首先，是吸附污染，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是有機(jī)物被吸附到膜面上；其次，就是由于沉淀引起的污染，就是水中難以溶解的金屬氫氧化物在膜的表面沉淀，造成結(jié)垢現(xiàn)象，影響了水處理的效果；生物造成的污染主要是指由微生物造成的濾膜面積減少，出現(xiàn)這一系列問(wèn)題的主要因素就是由于膜的材料與其表面的性能差異，同時(shí)水中的有機(jī)物、鹽濃度、pH值等方面的影響，對(duì)濾膜表面都會(huì)造成一定的負(fù)面影響，進(jìn)而影響到水處理的效果。

近幾年，水污染的現(xiàn)象不斷嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)飲用水的檢查標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的提高，傳統(tǒng)的飲用水處理方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)階段人們對(duì)飲用水的要求，其難以對(duì)水質(zhì)中的有機(jī)物等進(jìn)行有效的處理，并造成水中的溴酸鹽濃度嚴(yán)重超標(biāo)，這對(duì)人們的身體健康有著直接的影響。在這一狀況之下，超濾技術(shù)以其自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，不僅可以有效改善傳統(tǒng)飲用水處理中的不足，也可以對(duì)水中的細(xì)菌、病毒、微生物以及有機(jī)物等進(jìn)行處理，還可以對(duì)飲用水進(jìn)行綜合處理，改善復(fù)雜的原水水質(zhì)，所以，得到了廣泛的應(yīng)用。雖然其中存在一定的問(wèn)題與不足，濾膜容易受到污染，使用的成本相對(duì)較高，但隨著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，其會(huì)在不斷實(shí)踐中得到有效的解決，由此可見(jiàn)，超濾技術(shù)將是我國(guó)飲用水處理中的主要工藝，這就要求相關(guān)的學(xué)者與專家加強(qiáng)對(duì)其研究的力度，從根本上提高水資源的質(zhì)量與效果。

[1] 賈永志，呂錫武，周海峰.超濾技術(shù)及其在水處理領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].凈水技術(shù)，2006，(07)：14-16.

[2] 李琳琳，單學(xué)敏，高麗.超濾技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究[J].安全與環(huán)境工程，2011，(07)：83-86.

[3] 牛濤濤，李振玉，汪建根，等. 超濾在廢水處理中的應(yīng)用[J].河北化工，2008，(05)：71-72.

Application of membrane filtration technology in drinking water purification

WANG Di, TONG Xue-song

(College of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun 130032, China)

The development of membrane filtration technology in water treatment is analyzed, and the purification of drinking water is described. The development of membrane filtration technology is clarified by studying separately. The corresponding measures are put forward in the course of practice, which can not only improve the quality of drinking water in China, but also make effective treatment on life and industrial wastewater. Relevant departments should attach importance on this issue and increase the investment.

Membrane filtration technology; Drinking water; Purification of water resources

2016-10-14

王迪(1980-)，男，講師，博士。

TQ072

B

1674-8646(2016)20-0010-02