超滤－反渗透技术在慈东自来水厂的应用
摘要：本文介绍了慈东自来水厂存在的问题以及采用超滤－反渗透技术的必要性，详细介绍了工程设计的参数以及运行效果。
关键词：慈东自来水厂 超滤 反渗透
一、前言
慈东自来水厂以浅层地下水做为水源，采用生物接触氧化+混凝、沉淀、过滤和消毒这四个单元的常规水厂。
随着当地淡水水量减少、海水入侵等状况的发展，水源水质不断恶化，具体表现在以下几个方面：
（1）COD指标超标；
（2）含有过量的溶解性无机盐；
（3）氨氮指标超标。
以上的情况采用常规的净水工艺很难去除，因而影响到了自来水的正常供水以及人民的生活。
同时在2006年12月29日国家标准委和卫生部联合发布了《生活饮用水卫生标准》。这些标准已于2007年7月1日起开始实施。修订后标准中的指标数量不仅由35项增至106项，还对原标准的8项指标进行了修订，基本与国际饮用水卫生标准接轨，采用传统的净水工艺已不能够满足要求。
因此需要对自来水厂的水处理工艺进行改造，增设自来水深度处理单元。
二、深度处理的工艺选择
深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。目前应用较广泛的深度处理技术有：活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳和膜技术等。
膜过滤技术是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜（称为滤液），而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高（称为浓缩液），从而实现大、小分子的分离、浓缩、净化的目的。
自从1948年法国学者Abbe Nollet首次揭示膜分离现象，到1952年美国Ionics公司研制成功第一个膜渗析器，由此开创了膜分离技术的新纪元，近三、四十年间，膜技术得到了突飞猛进的发展，已经发展成为一项高新技术，并广泛应用在能源、食品、环保等领域，迄今膜分离法在给水行业也得到广泛应用。1987年在美国科罗拉多州Keystone建成了世界上第一座膜分离净水厂。1988年，在法国的Amoncourt，建成了世界上第二座膜分离水厂。目前，全世界用膜分离处理工艺的净水厂生产饮用水量185.5万m3/d。目前全世界约有50家大型膜法净水厂，例如：荷兰Heemskerk水厂采用UF/RO工艺，处理量6.5万m3/d；新西兰Tauranga市处理量3.6万m3/d的净化厂；美国Boca Raton市处理量15万m3/d的水厂；法国34万m3/d的水厂，为巴黎北部80万居民提供饮用水。英国建成的膜法净水厂最大产水量为8万m3/d。在日本，共有113座膜分离水厂。
这些数据表明，膜法净水已经成为饮用水的成熟的深度处理工艺，因此在美国，法国，英国，荷兰，新西兰，日本等许多国家得到广发应用。膜技术在国内外被称为“二十一世纪的水处理技术”。近年来膜技术在国内饮用水深度净化方面的应用发展迅速，应用膜法的水厂的运行效果表明，它们优于臭氧－生物活性炭等工艺的优点有出水水质更好、较低的基建和运行费用和易于运行。
对于慈东自来水水厂，由于其盐类、氨氮超标，采用超滤－反渗透双膜处理工艺，能保证生产高质量的饮用水，即使在不投氯消毒的情况下，也可防止在配水管网细菌增殖后造成的二次污染，它还能非常有效地去除致病微生物，如隐胞子虫和贾第鞭毛虫，并能通过反渗透除盐，达到软化水质、改善口感的目的。
因此选择超滤+反渗透作为深度处理工艺，金科环保工程有限公司经过投标最后取得这个项目，负责深度处理单元的工艺设计、设备供货、土建、设备安装调试指导、售后服务和水质担保。
三、系统设计
1、工艺流程
经过常规处理工艺预处理后的水先进入原水池，然后通过超滤供水泵送入自清洗过滤器，将可能造成膜损坏的、较大的机械性杂质过滤掉；然后进入超滤装置，大部分的细菌、藻类、胶体物质、大分子有机物和微小（大于0.025微米）的颗粒物质可以在此去除，超滤产水进入中间水池。反渗透供水泵将中间水池的水先提升入保安过滤器，截留大于5μ的颗粒以进一步保护反渗透膜元件；然后经高压泵进入反渗透装置，合格的产水进入清水池，然后通过清水泵供水。
2、主要设计参数
膜通量选择
膜通量的选择是对投资成本及运行费用影响最大的因素，同时也是影响长期可靠性和操作简便性的重要参数。因此设计通量的选择必须合理可靠以平衡这些因素，这个过程应该是建立在对各方面因素的综合考虑基础上的，并最好进行中试或者参考同类项目的运行经验来决定最佳的通量范围。
本项目水源为浅层地下水，有机污染较为严重，故通量不亦过高，否则会加重膜污染情况，运行能耗也会增加。但也不是通量越低越好，因为如果选用较低的通量需要靠在系统中设置更多的膜元件来实现，增加的膜元件一方面提高了系统的初期投资，造成不必要的浪费；另一方面也增加了反洗的规模，降低了系统的回收率。
根据公司同类项目的运行经验，最终选定超滤通量75(L/m2.h)，反渗透通量19.5(L/m2.h)。
四、运行效果
慈东自来水厂从2008年9月开始运行，已经有一年多的运行时间，运行效果非常稳定且满足生活饮用水卫生标准限值（GB5749-2006）。
五、结论
采用膜技术用于自来水厂的深度处理，出水水质好、管理方便。但由于膜元件本身受进水水质、温度等方面影响较大，从而会影响产水量，故应该在运行过程中寻找规律，保证水厂的稳定运行。
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