如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項水處理專業(yè)知識——超濾膜在水處理應用中的工藝解析。

一、綜述

超濾膜在水處理應用中的工藝，超濾膜的透水能力隨著溫度的升高而加大，一般水溶液其粘度隨著溫度而降低，從而降低了流動的阻力，相應提高了透水速率。在工程設(shè)計中應考慮工作現(xiàn)場供給液的實際溫度。

前處理超濾法在水處理及其他工業(yè)凈化、濃縮、分離過程中，可以作為工藝過程的預處理，也可以作為工藝過程的深度處理。在廣泛應用的水處理工藝過程中，常作為深度凈化的手段。根據(jù)中空纖維超濾膜的特性，有供水前處理要求。因為水中的懸浮物、膠體、微生物和其他雜質(zhì)會附于膜表面，而使膜受到污染。由于超濾膜水通量比較大，被截留雜質(zhì)在膜表面上的濃度迅速加大產(chǎn)生所謂濃度級化現(xiàn)象，更為嚴重的是有一些很細小的微粒會進入膜孔內(nèi)而堵塞水通道。另外，水中微生物及其新陳代謝產(chǎn)物生成粘性物質(zhì)也會附著在膜表面。這些因素都會導致超濾膜透水率的下降以及分離性能的變化。同時對超濾供水溫度、PH值和濃度等也有限度的要求。因此對超濾供水須進行適當?shù)念A處理和調(diào)整水質(zhì)，滿足供水要求條件，以延長超濾膜的使用壽命，降低水處理的費用。

二、微生物（細菌、藻類）的殺滅

當水中含有微生物時，在進入前處理系統(tǒng)后，部分被截留微生物可能粘附在前處理系統(tǒng)，如多介質(zhì)過濾器的介質(zhì)表面。當粘附在超濾膜表面時生長繁殖，可能使微孔完全堵塞，甚至使中空纖維內(nèi)腔完全堵塞。微生物的存在對中空纖維超濾膜的危害性是非常嚴重的。除去原水中的細菌及藻類等微生物須重視。在水處理工程中通常加入NaClO、O3等氧化劑，濃度一般為1～5mg/l。此外，紫外殺菌也可使用。在實驗室中對中空纖維超濾膜組件進行滅菌處理，可以用雙氧水（H2O2）或者高錳酸鉀水溶液循環(huán)處理30～60min。殺滅微生物處理僅可殺滅微生物，但并不能從水中去除微生物，僅僅防止了微生物的滋長。

三、降低進水混濁度

當水中含有懸浮物、膠體、微生物和其他雜質(zhì)時，都會使水產(chǎn)生一定程度的混濁，該混濁物對透過光線會產(chǎn)生阻礙作用，這種光學效應與雜質(zhì)的多少，大小及形狀有關(guān)系。衡量水的混濁度一般以蝕度表示，并規(guī)定1mg/lSiO2所產(chǎn)生的濁度為1度，度數(shù)越大，說明含雜量越多。在不同領(lǐng)域?qū)┧疂岫扔胁煌囊螅?，對一般生活用水，濁度不應大?度。由于濁度的測量是把光線透過原水測量被水中顆粒物反射出的光量、顏色、不透明性，顆粒的大小、數(shù)量和形狀均影響測定，濁度與懸浮物固體的關(guān)系是隨機的。對于小于若干微米的微粒，濁度并不能反映。

在膜法處理中，精細的微結(jié)構(gòu)，截留分子級甚至離子級的微粒，用濁度來反映水質(zhì)明顯是不準確的。為了預測原水污染的傾向，開發(fā)了SDI值試驗。

SDI值主要用于檢測水中膠體和懸浮物等微粒的多少，是表征系統(tǒng)進水水質(zhì)的重要指標。SDI值的確定方法一般是用孔徑為0.45μｍ微孔濾膜在0.21MPa恒定水流壓水力下，首先記錄通水開始濾過500ml水樣所需的時間t0，然后在相同條件下繼續(xù)通水15min，再次記錄濾過500ml 水樣所需時間t15，然后根據(jù)下式計算：    

SDI=（1-t0/t15）×100/15

水中SDI的值的大小大致可反映膠體污染程度。井水的SDI＜3，地表水SDI在5以上，SDI上限值為6.66，即需進行預處理。

超濾技術(shù)對SDI值的降低非常有效，經(jīng)中空纖維超濾膜處理水的SDI=0，但當SDI過大時，特別是較大顆粒對中空纖維超濾膜有嚴重的污染，在超濾工藝中，須進行預處理，即采用石英砂、活性炭或裝有多種濾料的過濾器過濾，至于采取何種處理工藝尚無固定的模式，這是因為供水來源不同，因而預處理方法也各異。

例如，對于具有較低濁度的自來水或地下水，采用5～10μｍ的保安過濾器（如蜂房式、熔噴式及PE燒結(jié)管等），一般可降低到5左右。在保安過濾器之前，還須投加絮凝劑和放置雙層或多層介質(zhì)過濾器過濾，一般情況下，過濾速度不超過10m/h，以7～8m/h為宜，濾水速度越慢，過濾水質(zhì)量越好。

四、懸浮物和膠體物質(zhì)的去除

對于粒徑5μｍ以上的雜質(zhì)，可以選用5μｍ過濾精度的濾器去除，但對于0.3～5μｍ間的微細顆粒和膠體，利用上述常規(guī)的過濾技術(shù)很難去除。雖然超濾對這些微粒和膠體有有效的去除作用，但對中空纖維超濾膜的危害是非常嚴重的。特別是膠體粒子帶有電荷，是物質(zhì)分子和離子的聚合體，膠體所以能在水中穩(wěn)定存在，主要是同性電荷的膠體粒子相互排斥的結(jié)果。向原水中加入與膠體粒子電性相反的荷電物質(zhì)（絮凝劑）以打破膠體粒子的穩(wěn)定性，使帶荷電的膠體粒子中和成電中性而使分散的膠體粒子凝聚成大的團塊，而后利用過濾或沉降便可以比較容易去除。

常用的絮凝劑有無機電解質(zhì)，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵和氯化鐵。有機絮凝劑如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸鈉、聚乙稀亞胺等。由于有機絮凝劑高分子聚合物能通過中和膠粒表面電荷，形成氫鍵和“搭橋”使凝聚沉降在短時間內(nèi)完成，從而使水質(zhì)得到較大改善，故近年來高分子絮凝劑有取代無機絮凝劑的趨勢。

在絮凝劑加入的同時，可加入助凝劑，如PH調(diào)節(jié)劑石灰、碳酸鈉、氧化劑氯和漂白粉，加固劑水下班及吸附劑聚丙稀酰胺等，提高混凝效果。

絮凝劑常配制成水溶液，利用計量泵加入，也可使用安裝在供水管道上的噴射器直接將其只入水處理系統(tǒng)。

五、可溶性有機物的去除

可溶性有機物用絮凝沉降、多介質(zhì)過濾以及超濾均無法有效去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。

1、氧化法

利用氯或次氯酸鈉（NaCLO）進行氧化，對除去可溶性有機物效果比較好，另外臭氧（O3）和高錳酸鉀（KMnO4）也是比較好的氧化劑，但成本略高。

2、吸附法

利用活性炭或大孔吸附樹脂可以有效除去可溶性有機物。但對于難以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法處理。

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