膜滤技术在饮用水净化中的应用

王 迪，佟雪松

(长春师范大学化学学院，长春 130032)



膜滤技术在饮用水净化中的应用

王 迪，佟雪松

(长春师范大学化学学院，长春 130032)

对膜滤技术在水处理中的应用研究进展进行分析，阐述饮用水的净化，通过分别研究来明确滤膜技术的发展状况，对实践过程中存在的不足提出相应措施，并对其进行不断的改善。不仅可以提高我国饮用水的质量，也可以对生活与工业中的污水进行有效的处理。要引起相关部门的重视，并加大投资的力度。

滤膜技术；饮用水；净化水资源

超滤膜技术是一种可对溶液状态进行净化、浓缩或者改善的分离技术，其处于微滤与纳滤技术之间，在我国的水处理中有着较为广泛的应用。以压力差作为动力来进行膜过滤的技术有三种，分别是超滤膜技术、逆渗透膜技术及微孔膜过滤。三者之间的主要区分在于膜层所截留的最小粒子尺寸，微孔膜的孔径范围标准是0.02～10μm；逆渗透膜的孔径标准是0.0001～0.02μm；而超滤膜的孔径标准则是0.001～0.02μm。所以，超滤膜通常适用于水处理的过程，以此对其他分离技术难以处理的胶状悬浮分离。随着超滤技术的不断完善与发展，逐渐开始使用高分子分离膜，将高分子材料用于模制作可以提高水处理的效果与质量。

超滤进行的过程也可以理解成筛分的过程，将膜两侧之间的压力差作为动力来对杂质进行处理，当水流过超滤膜表面时，只有水、小分子物质以及无机盐等物质可以透过，也就对水中存在的杂质、悬浮物以及蛋白质等大分子物质进行隔离与分离，以此来保障饮用水的纯度与干净。现阶段的超滤膜通常是不对称的结构，通过一层相对较薄的指纹结构多孔膜来进行分离与支撑。

1 膜滤技术在饮用水净化中的应用

膜滤技术是对饮用水中悬浮颗粒以及胶状物质进行隔离的有效屏障，也可以有效的去除细菌、病毒等水生物，是现阶段饮用水净化处理中的主要方式。与传统的应用水净化处理方式进行比较，具有可调节、适应能力强等特点，但在实际应用过程中，由于超滤膜的截留分子量相对较大，所以，在去除溶解性金属离子、有机物、溶解盐等小分子有机物方面相对较差。现阶段饮用水净化的技术逐渐成熟，但依然存在一定的问题，这就要求不断深化这方面的研究。

2 饮用水面临的问题

首先，是水质的污染问题逐渐加剧，并且水质的标准也在提高。随着社会经济的不断发展，水质污染的问题受到广泛的关注。据我国相关部门调查表明，我国地表水的总体水质属于中度污染，有1/4的饮用水源难以达到相应的标准与规范，这也就难以保障饮用水的正常使用。同时，由于社会经济的发展逐渐加快，人们的生活水平有了显著的提高，对饮用水的要求与标准也在不断地提高，因此，我国的饮用水监测标准也在不断地改变，由1985年的35项监测标准增加到现在的106项监测标准，对其进行监测的力度也在不断地加大，此外，还增加了很多非常规的监测项目，例如隐孢子虫与贾第虫的指标等。生活饮用水的监测标准不断地提高，对饮用水净化处理的工艺也就有了新的要求，这就要求不断完善超滤技术，以此来提高饮用水的质量。其次，是饮用水厂水处理工艺上存在一定的问题。常规的处理工艺主要是对饮用水中存在的胶体物质、悬浮物以及不利于身体健康的微生物进行处理，但这种处理方式难以达到饮用水的标准，所以，应该改善工艺中存在的不足之处。传统的水处理工艺没有有效的去除水中的有机物，这也就难以保障饮用水的质量。同时，现阶段我国的水资源污染相对较为严重，常规加臭氧、活性炭进行深度处理的工艺存在一定的不足，例如原水溴离子的含量相对较高，所以，在出水的时候监测可能超标，而这种物质是国际上检出的致癌物，所以应该有效控制其含量。据相关研究表明，活性炭可以有效去除其超标含量，但也会带来一定的健康威胁，所以在对臭氧、活性炭使用的过程中应该慎重。同时，在出水的过程中会带走相应的活性炭表面生物膜，使出水的浊度存在不稳定现象。此外，在出水的过程中，微生物的安全性会降低，由于出水过程中的生物膜使炭滤池中的细菌与微生物逐渐增多，所以，难以保障水资源的净化效果。由此可见，要想提高饮用水净化的效果，就应该有效的改善原有的工艺，以此来满足人们生活的要求。

3 超滤技术的优势

超滤技术属于绿色物理分离技术，可以起到扩散与筛选的作用，即使不在其中添加混凝剂，也可以对水中的胶状物质以及悬浮物进行有效的处理，所以，超滤技术可以在一定程度上降低对水资源的污染问题。同时，超滤技术也可以有效的去除饮用水中的微生物，例如贾第虫、隐孢子虫、病毒以及细菌，等等。在出水的过程中，对水质也有一定的保障，可以达到国家的标准与要求，所以，无须针对出水进行再次杀菌消毒，这也就降低了二次污染的现象。超滤技术可截留分子的质量范围多是为500～106的物质，现阶段天然水中的有机物多在这一范围之内，所以，超滤技术可以有效去除水中的有机物，同时，也可以减少水中消毒剂的含量，降低其所产生的副作用，从根本上提高饮用水的安全性。在对饮用水进行常规的过滤时，一部分的污染物会吸附在滤料的表面，与传统的工艺进行比较，超滤技术能有效去除水中的污染物，具有较强的稳定性，由于水通过滤膜的时间相对较短，使滤膜设备的容积相对较小，这也是其他常规工艺难以达到的技术。

4 超滤技术在水处理中的效果

通过相关的实践与研究可以明确，超滤技术对现阶段的水处理质量有着直接的影响，其可以有效去除饮用水的浊度、微生物、病毒、细菌、色度、有机物以及无机离子。据调查表明，超滤膜技术对饮用水进行净化的过程中对水浊度进行去除的效率可以达到95%之上，并且在出水的过程中浊度相对较为稳定，受外界因素的影响相对较小，如果是通过微絮凝-直接超滤的工艺与混合-絮凝-超滤工艺都可以使出水的浊度保持在0.1 NTU之下。同时，超滤技术对饮用水中微生物、两虫以及藻类的去除率可以达到100%。

5 超滤技术在水处理应用中存在的问题

超滤技术在使用的过程中会受到一定程度的污染，现阶段膜污染的途径主要有以下几种类型：首先，是吸附污染，简单地说就是有机物被吸附到膜面上；其次，就是由于沉淀引起的污染，就是水中难以溶解的金属氢氧化物在膜的表面沉淀，造成结垢现象，影响了水处理的效果；生物造成的污染主要是指由微生物造成的滤膜面积减少，出现这一系列问题的主要因素就是由于膜的材料与其表面的性能差异，同时水中的有机物、盐浓度、pH值等方面的影响，对滤膜表面都会造成一定的负面影响，进而影响到水处理的效果。

近几年，水污染的现象不断严重，国家对饮用水的检查标准也在不断的提高，传统的饮用水处理方式已经难以满足现阶段人们对饮用水的要求，其难以对水质中的有机物等进行有效的处理，并造成水中的溴酸盐浓度严重超标，这对人们的身体健康有着直接的影响。在这一状况之下，超滤技术以其自身独特的优势受到广泛的关注与应用，不仅可以有效改善传统饮用水处理中的不足，也可以对水中的细菌、病毒、微生物以及有机物等进行处理，还可以对饮用水进行综合处理，改善复杂的原水水质，所以，得到了广泛的应用。虽然其中存在一定的问题与不足，滤膜容易受到污染，使用的成本相对较高，但随着科技的不断发展与进步，其会在不断实践中得到有效的解决，由此可见，超滤技术将是我国饮用水处理中的主要工艺，这就要求相关的学者与专家加强对其研究的力度，从根本上提高水资源的质量与效果。

[1] 贾永志，吕锡武，周海峰.超滤技术及其在水处理领域的研究进展[J].净水技术，2006，(07)：14-16.

[2] 李琳琳，单学敏，高丽.超滤技术在水处理中的应用研究[J].安全与环境工程，2011，(07)：83-86.

[3] 牛涛涛，李振玉，汪建根，等. 超滤在废水处理中的应用[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，讲师，博士。

TQ072

B

1674-8646(2016)20-0010-02