膜分離技術在浙江省農村飲用水處理中的應用

摘要：隨著我國農村城鎮化的發展，農村飲用水安全問題也日趨突出。本文以浙江省農村飲用水為例，首先簡述浙江農飲水目前所存在的問題，分析了傳統的水處理技術已無法完全滿足現階段安全供水需求的現狀。同時基于國內外眾多學者利用膜分離技術在農村飲用水處理上已取得的研究成果，進一步分析了微濾、超濾、納濾、反滲透技術在處理浙江農飲水問題的適用領域及應用前景。

關鍵詞：膜技術;水處理;農村飲用水

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.044

Application of membrane separation technology in rural drinking water treatment in Zhejiang

Huang Xiaoyu

（Zhejiang Tongji Vocational College of science and technology，Hangzhou Zhejiang 311231，China）

Abstract：With the development of rural urbanization in China，the safety of rural drinking water is becoming increasingly prominent. Taking the rural drinking water in Zhejiang Province as an example， this paper first describes the problems existing in the rural drinking water in Zhejiang Province，and analyzes the current situation that the traditional water treatment technology can not fully meet the demand for safe water supply at this stage.At the same time，based on the research results of many domestic and foreign scholars in rural drinking water treatment using membrane separation technology， the application fields and application prospects of microfiltration， ultrafiltration， nanofiltration and reverse osmosis technology in the treatment of agricultural drinking water problems in Zhejiang Province are further analyzed.

Key words：Membrane technology;Water treatment;Rural drinking water

水是生命之基、生命之源。隨著我國城市化水平和工業化水平的不斷提升，水體污染逐漸加劇，飲用水安全問題已成為人們關注的熱點。飲用水的質與量，直接關乎人們的切身利益。浙江省農村人口眾多，農村飲用水的安全是農村居民生活質量的一項基本指標，是脫貧攻堅、鄉村振興的重要條件。

1 浙江省農飲水存在的問題

（1）水源水易受污染。根據何錫君[1]等對浙江省75個已建農村飲用水工程水質狀況進行調查，結果表明浙江省農村飲用水工程中，受農業面源影響，水源水中有機污染物含量較高。米瑋潔[2]等對16個浙江飲用水水源地環境狀況進行檢測，發現農藥污染情況較為嚴重。此外，浙江省部分水源地水體富營養化嚴重，寧波、杭州、溫州、麗水等地水源存在水華暴發的情況。

（2）供水量不足。在需解決農村飲用水達標提標的803萬人口中，近95%人口存在水量不足的問題，主要集中在溪流直接取水的單村和部分鄉鎮供水工程，舟山海島資源性缺水地區，部分已納入城市管網但管徑不足、漏損率較高的供水工程。曾瑞勝[3]在研究浙江省農村飲用水現狀時發現，海島水資源不足，舟山近50年共受28旱災，平均1.2年即會發生連續30d以上的缺水。

（3）水質不達標。一是部分地區水質豐、枯水期差異較大，水質近一半不達標。陳志軍等[4]對2015-2016年紹興市農村枯水期、豐水期生活飲用水開展檢測，結果顯示枯水期合格率（2015年：45.4%;2016年：61.7%）均高于豐水期（2015年：37.6%;2016年：56.4%）;二是處理工藝落后，水質無法保證。樓曉明[5]等對浙江省農村水廠出廠水水質進行調查時發現，浙江省農村部分水廠處理工藝簡陋，消毒不規范，消毒設備使用率低，水質難以達到飲水安全要求，檢測的水廠中，水廠消毒率僅為43.89%，消毒水樣合格率低于60%。三是水污染嚴重，衛生意識不強。杭嘉湖平原、蕭紹甬平原、溫黃平原等主要平原河網普遍污染，水質普遍Ⅲ類以下，以Ⅳ類水為主[3]，但很多水媒介疾病不立即發病，因此水質衛生的問題并沒有引起農村居民的足夠重視。

2 膜分離技術在浙江省農飲水中的應用

面對日益復雜的水體環境，浙江省農村飲用水安全風險加劇，常規的農飲水處理工藝無法完全滿足居民對安全供水的需求。農村飲用水中常見的水處理技術即混凝-沉淀-過濾-消毒，這種簡單的處理方式只適用于以優質水源為原水的情況，而浙江省水源情況復雜，易受生活污水、農業面源、工業廢水等因素的影響。近年來，由于膜分離技術具有無污染無相變、適應性強、濃縮分離同時進行等特點，逐漸受到人們的關注，在飲用水處理行業具有廣闊的前景。膜分離技術根據膜孔徑大小不同，可分為微濾、超濾、納濾和反滲透膜。

微濾（MF）是最早使用也是最為常用的過濾膜，能夠允許水中的大分子有機物和無機鹽通過，攔截細菌、懸浮物和微米級或納米級的顆粒物[6]。微濾膜中的陶瓷膜就是通過吸附、表層過濾和深層過濾將固體懸浮物、膠體、污染物上的細菌病毒等去除。陶瓷膜具有穩定性強、過濾效果穩定、無污染、壽命長等特點，可應用于含顆粒物雜質較多，水質不穩定的農村飲用水處理中。

超濾（UF）膜通過孔隙的篩分作用去除水中細菌、病毒和懸浮物等大分子物質，以達到凈化、分離、濃縮的效果。采用超濾技術改善后的飲用水處理工藝具有占地面積小、產水量大、成本低、凈化效果良好、易于自動化等特點。目前超濾膜已為農村飲用水水質提供了有效的技術保證。海南省三亞市南濱農場水廠和高林縣和舍水廠目前應用超濾膜處理農村飲用水，出水水質穩定，過濾后的水質中細菌、濁度等主要指標均優于國家標準[7]。李永紅[8]等選取浸沒式聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維超濾膜作為過濾材料，幾乎完全去除水中濁度（出水濁度低于0.2NTU），混凝-超濾組合工藝可去除水中大部分有機污染物，適用于農村飲水安全工程。

納濾（NF）膜的分離效果主要受膜電荷和孔徑大小影響，即通過電荷作用和篩分作用有效減少農村飲用水中的農藥殘留物、殺蟲劑、三鹵甲烷、細菌、微生物、重金屬等污染物。對于浙江省農村部分地區水源水質存在波動的情況，納濾膜處理技術能夠保證出水水質的穩定，可滿足不同水源條件下的供水需求[9]。目前納濾膜處理飲用水的技術已在國內外普遍使用。法國巴黎Mery-sur-Oise水廠是世界上第一個大型應用納濾膜技術的水廠，主要用于去除水中的殺蟲劑和除草劑，日處理水量為14萬m3，納濾系統出廠水符合歐盟規定。山東長島南隍城納濾示范工程制備海島飲用水，能達到產水量144m3/d，總脫鹽率80.6%的處理效果，有效去除不利于人體健康的物質，保留人體所需的無害鹽分[10]。

反滲透（RO）膜是在外力的作用下，使高濃度溶液克服壓力差通過反滲透膜流向低濃度溶液。反滲透膜的膜孔徑小于2nm，故可去除水中的無機離子、膠質物質和大分子溶質。對于浙江省水資源較為缺乏或水質較差的地區，反滲透膜技術具有其可行性。我國已有部分農村采用反滲透膜進行飲用水處理，例如山東金鄉縣的反滲透膜技術工程解決了12萬人的飲水安全問題，供水成本為1.5-1.8元，水價為2.5-3.0元[11]。姚志春[12]提出的8套反滲透或納濾膜苦咸水淡化系統，能使出水水質符合或優于國家標準。此外，反滲透膜在海水淡化方面應用成熟，利用反滲透膜進行海水淡化可有效解決舟山、洞頭、玉環等海島地區供水量不足的問題。

3 總結與展望

浙江省農村供水工程部分地區水源水易受污染、供水量不足、水質不穩定，無法保證安全供水。膜分離技術作為一門新型技術，在我國目前的農村飲用水處理中，大規模應用成功的案例還比較少，但已有多個研究成果表明，相對于傳統水處理技術，膜處理技術在應對處理農村不同類型水污染問題的針對性及處理效率上更高，且具有分離過程簡單、穩定高效、能耗低、運行管理和操作靈活、對水源要求較低、綠色環保、易實現自動化等優點，在浙江省農村飲用水處理上具有較大的發展空間。可以預見到，隨著我國對于可持續發展戰略的不斷深化貫徹，膜分離技術將會廣泛應用在農村飲用水處理領域。

參考文獻

[1]何錫君，王貝，邱超，等.浙江省農村飲用水水質狀況調查與分析[J].中國水利，2019（11）：40-42.

[2]米瑋潔，俞建軍，陳暉，等.浙江飲用水源地水環境狀況及存在問題分析[J].人民長江，2012，43（13）：95-98.

[3]曾瑞勝.浙江省農村飲用水現狀與對策研究[J].中國農村水利水電，2004（2）：45-46.

[4]陳志軍，李明.2015年-2016年紹興市農村飲用水衛生狀況調查[J].中國衛生檢驗雜志，2017，27（23）：3488-3489，3496.

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[11]姚志春.膜法水處理技術在農村飲水安全中的應用研究[J].水利建設與管理，2014，34（5）：61-65.

[12]李永強，李永生，張憲.反滲透技術在農村供水中的應用[J].山東水利，2011（4）：42-43.

收稿日期：2020-02-05

作者簡介：黃霄宇（1994-），女，漢族，碩士研究生，助教，研究方向為膜與水處理技術。