水廠納濾工藝的運用分析與研究

王維新

（江蘇碧水源環境科技有限責任公司，江蘇 無錫 214028）

隨著我國經濟的不斷發展，人們對自身健康和環境衛生等問題越來越重視。我國人口眾多，對水資源的需求量非常大。各大城市、鄉鎮甚至村莊的居民用水基本來自自來水廠，自來水廠已經成為居民用水的重要處理和中轉基地，其水質問題直接影響人們的身體健康[1]。另外，經濟的快速發展通常都會伴隨環境污染，如今我國環境污染問題越來越嚴重，特別是水污染問題比較突出。自來水廠作為居民飲用水的直接來源，需要保證自來水的質量安全問題。面對水源污染，自來水廠在水處理工藝方面受到越來越大的挑戰，特別是以有機污染為主的微污染非常難處理，常規的水處理工藝基本無法過濾掉這些有害物質。資料顯示，我國飲用水的微生物超標嚴重，細菌飲用水總數超過100個/mL的占39.1%?？梢哉f，飲用水的微生物污染比較嚴重，其水質安全備受質疑，為了確保水質的安全，提高水資源的利用效率，自來水廠和科研人員要不斷優化水處理工藝，盡可能去除水中的雜質、色度、濁度和微污染等。

常規自來水廠水處理工藝為：首先對原水實施反應處理，去除水中的大顆粒團，然后對原水實施沉淀和排泥處理，接著將水引入氣水反沖洗濾池中進行過濾吸附，使水流進入清水池并進行消毒處理，再通過二級泵房加壓處理，使得干凈的自來水進入供水系統中[2-3]。這種常規的處理方式可以有效降低濁度、色度和雜質含量，但是對于有機污染等微污染的處理效果不佳。研究發現，在虹吸濾池后增設超濾膜+納濾膜處理工藝，進一步對自來水進行深度處理，可以有效去除有毒有害污染物和大部分硬度離子，有效凈化水質。本文主要探究水廠納濾工藝的運用，以期為水廠水處理工藝的優化提供參考。

1 自來水廠水常規深度處理工藝應用現狀

目前，自來水廠水處理工藝多種多樣。常規水處理工藝的主要目的是降低水的濁度、色度，減少致病微生物。這種水處理工藝對有機污染處理效果不佳，一般去除有機污染不到20%，在原水污染較嚴重的情況下，不能有效清除微污染和大部分污染離子，水質處理達不到我國飲水質量標準。水源污染較重時，自來水廠一般需要在常規水處理工藝后增設深度水處理工藝，進一步凈化水質，使其達到飲水質量標準。

水源受到污染的自來水廠對水進行深度處理時，一般需要增設活性炭吸附、臭氧、膜處理等工藝，彌補常規處理的不足，深度去除污染物，尤其是有機污染等微污染[4]。其中應用較多的是顆?；钚蕴课剑巧疃忍幚碜詠硭囊环N重要應用技術。但這種方法有一定缺陷，主要表現為：活性炭在反洗時容易出現跑料現象，使得水的濁度超標；運行步驟較復雜，需專人管理；水質不好時，活性炭更新頻率高，費用也會更高。隨著水處理工藝的發展，納濾工藝出現，為自來水廠（特別是水源污染的自來水廠）的深度水處理提供了有效的技術支持。

2 納濾工藝概念及其工作原理

納濾技術是現今比較流行的既先進又節能有效的膜分離技術。這種技術是反滲透技術發展的結果，它實質上是一種膜處理技術，其膜孔徑一般在1～5 nm，該技術也是因為其孔徑在納米級別而得名。其工作原理就是通過膜的微孔篩分作用，在高于溶液滲透壓的作用下，可以將一些不能透過膜微孔的物質和水分離開來。這是一種物理分離技術，這種分離方式不會產生副產物，而且能耗比較低。納濾技術可以有效除去水中的鹽類、膠體、微生物和有機物等。納濾技術具有離子選擇性，對不同的離子有不同的去除率，它可以截留大部分的有機物和金屬離子，可以截留大部分的三氯甲烷中間體、硝酸鹽、硫酸鹽和異味物質等，而且處理結果非常穩定可靠[5-6]。利用納濾技術處理后的中水能夠滿足當前水質安全標準，而且水質可以在較長時間內保持較好的水平。

3 納濾工藝水處理的優點

用納濾工藝進行水處理，具有以下優點。

（1）傳統的原水深度處理主要是采用“濾池+臭氧氧化+活性炭吸附池”工藝，這種工藝工作量大，需要的設備比較多。從水處理能力和作用上來看，納濾工藝完全可以取代這種傳統工藝，其可以顯著降低工作量，縮短工作周期。

（2）自來水廠通常用活性炭處理原水，缺點就是活性炭容易出現跑料現象，使得出水濁度增加，后續需要添加錳砂過濾裝置。而使用納濾工藝處理出水，不僅水質比活性炭好，還不需要增設過濾裝置，工藝流程短。

（3）納濾工藝控制系統非常人性化，可以進行個性化設置、自動化設置，從而減少人工勞動強度，避免人工誤操作，多方位保證系統安全穩定運行。

（4）納濾工藝主要通過物理作用來分離有害物質，可以減少或避免化學藥劑的使用，降低化學藥劑給水處理帶來的風險和危害。

（5）相比活性炭吸附，納濾工藝雖然能耗略高，但是它能夠高效去除有機物和重金屬，完全去除微生物，而活性炭吸附在這些方面的效果難以令人滿意。

4 納濾工藝運用分析與研究

納濾工藝裝置有兩個關鍵的元件——保安過濾器和納濾膜。保安過濾器是一種精密的過濾裝置，由不銹鋼外殼和5 μm的過濾濾芯組成，主要是為了去除虹吸濾池過濾后的細小物質，確保出水質量以及納濾膜元件不受大顆粒物質的損壞。納濾膜主要是為了截留和去除水中的鹽離子、膠體、微生物和有機物等，通常這種納濾膜的孔徑非常小，在1～5 nm。這種膜可以選擇性過濾離子，對特定的溶質具有較高的脫除率。另外，這種納濾膜表面通常帶有電荷，可以根據過濾介質所帶電荷的不同來選擇性過濾和截留。

納濾工藝系統主要由進水系統、納濾膜系統、化學清洗系統和產水系統等組成。該工藝的主要流程就是濾池出水后，水進入納濾進水池，然后進入納濾進水泵，通過保安過濾器去除一些大顆粒物質，在納濾膜進水前端加入一定量的鹽酸、阻垢劑、還原劑和殺菌劑，改善進水水質，然后經過保安過濾器過濾，進一步除去雜質，降低水的濁度，接著進入納濾進水高壓泵，再經一、二段納濾膜進一步進水，就可以產水進入清水池[7]。通常納濾膜在納濾系統運行一段時間后表面會產生一些污垢，這時要用鹽酸或氫氧化鈉等清洗劑對其進行清洗，再用中和藥劑進行中和處理，最后將處理后的廢水排出。

納濾工藝處理水污染的效果非常好。資料顯示，納濾工藝對CODMn、TOC、2-MIB、總氮、Mn、有機物、藻類、高錳酸鹽等都有較高的去除率，可以確保水質達到國家飲用水衛生標準。納濾工藝因工藝簡單，過濾后的水質安全穩定，目前在多個自來水廠工程中得到很好的推廣，如陽泉市自來水廠、陽泉市平定縣礦區水廠和鹽城市大豐區水廠等。

5 結語

新時代，我國社會經濟快速發展，而生態環境形勢依然十分嚴峻，水污染問題更是不容忽視。水是生命之源，自來水廠作為居民用水的中轉基地，必須采用先進的水處理技術去除原水中的有毒有害物質，提高水質，確保人們喝上健康的飲用水。常規的深度處理技術并不能解決有機污染等問題，如果水源受到嚴重污染，而常規處理方法無法解決，可以考慮采用納濾工藝，其不會產生二次污染，可以提高自來水廠效益和出水質量。

目前，納濾工藝及其配套設備已經比較成熟，其出水已經能夠達到當前居民飲用水質量標準。該技術已經在多家自來水廠得到推廣。水處理工藝還可以繼續改進，人們要根據城市建設和生態環境保護要求，不斷完善水處理標準，盡量減少其對環境的二次污染，提高水資源利用效率，實現社會效益和經濟效益的有機統一。