最新的超濾技術(shù)在處理黃河水上的應(yīng)用
近些年隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化的進(jìn)程，大量的工業(yè)和生活污染物排放到環(huán)境中，給水體帶來(lái)越來(lái)越嚴(yán)重的污染。惡化的水質(zhì)危及工業(yè)生產(chǎn)和人們的健康，增加了整個(gè)社會(huì)獲取水資源的成本。黃河就是其中一個(gè)實(shí)例。
在黃河下游地區(qū)，建有許多套反滲透脫鹽系統(tǒng)。這些系統(tǒng)以黃河水為原水，基本上采用“多介質(zhì)過(guò)濾+活性炭”作為反滲透預(yù)處理工藝。但是最近調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在很多系統(tǒng)中，該常規(guī)預(yù)處理工藝的處理效果往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，出水SDI值偏高。結(jié)果帶來(lái)保安過(guò)濾器濾芯更換頻繁，反滲透膜清洗周期縮短等諸多問(wèn)題，大大縮短了反滲透膜的壽命，增加了系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)成本。
濟(jì)南金雞嶺熱源廠現(xiàn)有的310m3/h鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)于2002年8月將水源由地下水更換為黃河水后，也出現(xiàn)了類似的問(wèn)題。反滲透膜的清洗周期由5個(gè)月縮短到1個(gè)月，同時(shí)出現(xiàn)了產(chǎn)水量下降的困擾。為了解決上述問(wèn)題，金雞嶺熱源廠借鑒廢水回用和循環(huán)水零排放設(shè)計(jì)中采用的超濾技術(shù)，考慮以超濾做為反滲透的預(yù)處理來(lái)替代常規(guī)的“多介質(zhì)過(guò)濾+活性炭”工藝。慎重起見，以黃河水為原水進(jìn)行了為期兩周的中試，以驗(yàn)證超濾工藝的可靠性并據(jù)此提出工程設(shè)計(jì)參數(shù)。
2. 超濾膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)是一大類技術(shù)的總稱。和水處理有關(guān)的主要包括微濾、超濾、鈉濾和反滲透等幾類。這些膜分離產(chǎn)品均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質(zhì)。其過(guò)濾的精度和濾膜本身的孔徑大小有關(guān)。通常習(xí)慣把孔徑較大的稱為微濾（Microfiltration），而較小的稱為超濾（ Ultrafiltration），而“孔徑”更小則是鈉濾和反滲透。
反滲透主要用來(lái)去除水中溶解的無(wú)機(jī)鹽；而超濾則可以去除病毒、大分子物質(zhì)、膠體等；微濾一般能夠去除水中的細(xì)菌、灰塵，具有很好的除濁效果。這些都是傳統(tǒng)的過(guò)濾（如砂濾、多介質(zhì)過(guò)濾等）無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
超濾膜分離產(chǎn)品從形式上分為中空纖維、管式、卷式、平板式等；從材質(zhì)上分PP、PE、PS、PVDF、PAN等多種。這些膜產(chǎn)品能夠具備優(yōu)異的分離能力，是和它的結(jié)構(gòu)及材料密不可分的。
超濾膜屬于非對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，即包括致密的皮層（真正起分離作用）和多孔的支撐層。這種結(jié)構(gòu)既保證了良好的分離效果，又提高了膜通量，降低運(yùn)行能耗，并抗污堵。這些因素使得膜產(chǎn)品最終能夠?qū)崿F(xiàn)大工業(yè)化的應(yīng)用。目前在青島、山西等地多個(gè)熱電廠的鍋爐給水系統(tǒng)中已經(jīng)成功采用超濾做為反滲透的預(yù)處理。
膜分離產(chǎn)品最近受到了市場(chǎng)的高度關(guān)注，這是因?yàn)樗哂腥缦碌膬?yōu)點(diǎn)：
對(duì)雜質(zhì)的去除效率高，產(chǎn)水水質(zhì)大大好于傳統(tǒng)方法；
大大減少化學(xué)藥劑的使用，避免二次污染；
系統(tǒng)易于自動(dòng)化，可靠性高。運(yùn)行簡(jiǎn)易，設(shè)施只有開啟，關(guān)閉兩檔；
占地面積；
與常規(guī)水處理系統(tǒng)費(fèi)用相當(dāng)。
超濾的產(chǎn)水水質(zhì)是超濾性能的一個(gè)重要方面，另一個(gè)重要方面則是超濾的抗污堵性能。這是超濾大規(guī)模應(yīng)用更令人關(guān)注的特性。
4. 結(jié)論
1. 超濾作為反滲透的預(yù)處理，以濟(jì)南地區(qū)黃河水作為原水，在技術(shù)上是可行的；
2. “多介質(zhì)過(guò)濾器+活性炭過(guò)濾器”的常規(guī)預(yù)處理工藝，處理黃河水，其產(chǎn)水的SDI15難以控制在4以下，有時(shí)甚至超過(guò)5、6，不利于對(duì)反滲透膜的保護(hù)；
3. 試驗(yàn)期間超濾產(chǎn)水的SDI15在0.5以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)工藝。
4. 試驗(yàn)期間超濾膜基本沒(méi)有出現(xiàn)通量不可恢復(fù)性下降的情況，表現(xiàn)了較好的抗污堵性能。但長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步考察。
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