反滲透和納濾膜工藝去除飲用水中有機(jī)物及放射性活度的試驗(yàn)
水是人類和一切生物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，水可以通過自身循環(huán)和人為處理而更新。但隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，對(duì)自然資源的開發(fā)強(qiáng)度日益加大，污染物排放量急劇增長(zhǎng)，全國(guó)七大水系中近一半河段受到污染，湖泊、水庫富營(yíng)養(yǎng)化程度加重，致使自來水管網(wǎng)尚未普及地區(qū)的安全飲水問題難以解決。傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾、消毒水處理工藝已不能確保人們飲用安全、健康的高質(zhì)量水。
膜分離技術(shù)處理飲用水是當(dāng)代重大技術(shù)突破，本文以某地自備水井水為研究對(duì)象，采用反滲透ACM1和兩種型號(hào)的納濾膜（TS40、TS80）設(shè)備，檢驗(yàn)對(duì)水中致癌、致畸、致突變物質(zhì)以及總α、總β放射性活度的去除效果，為生產(chǎn)安全、優(yōu)質(zhì)飲水提供依據(jù)。
2 研究方法
2.1 試驗(yàn)對(duì)象及流程
以某地自備井井水為研究對(duì)象，為增加三種膜的可比性，采用同一流程進(jìn)行預(yù)處理，流程如下：
原水→10μm保安過濾器→AC過濾→5μm保安過濾器→ACM1→出水
原水→10μm保安過濾器→AC過濾→5μm保安過濾器→TS80→出水
原水→10μm保安過濾器→AC過濾→5μm保安過濾器→TS40→出水
2.2 測(cè)試方法
（1）致癌、致畸、致突變性的測(cè)定：采用Ames試驗(yàn)，以TA98和TA100為測(cè)試菌株，其中前用于測(cè)定移碼型突變物，后者用于測(cè)定堿基置換型突變物，并以二甲基亞砜（DMSO，AR）作為陰性對(duì)照物（100μl/皿），陽性對(duì)照物為滅滴靈飽和液（TA98，100μl/皿）及疊氮化鈉（TA100，1.5μl/皿）。
（2）TOC的測(cè)定：采用日本島津TOC-5000測(cè)定儀。
（3）總α放射性活度的測(cè)定：低本底αβ測(cè)量?jī)x，根據(jù)GB5750-85：生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法，采用直接測(cè)量法進(jìn)行測(cè)定。
（4）總β放射性活度的測(cè)定：低本底αβ測(cè)量?jī)x，根據(jù)GB5750-85：生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量法，采用薄樣法進(jìn)行測(cè)定。
3 試驗(yàn)結(jié)果及討論
3.1 三種膜對(duì)水中TOC的去除
分別取原水、活性炭出水、反滲透ACM1、納濾TS40、納濾TS80三種型號(hào)膜出水水樣，進(jìn)行TOC的測(cè)定，結(jié)果見表1。
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從測(cè)定結(jié)果可知，活性炭可去除部分TOC，去除率在66%左右； ACM1膜對(duì)TOC的去除率最高，接近100%，其次依次為TS40膜能有效去除TOC值，去除率達(dá)90%以上，TS80膜次之。
3.2 對(duì)水中致癌、致畸、致突變物的去除
分別原水、活性炭出水、反滲透ACM1出水及兩種型號(hào)TS40、TS80型納濾膜出水水樣各100L經(jīng)吸附、洗脫、濃縮等程序做Ames試驗(yàn)，結(jié)果見表2及圖1。
表2：Ames試驗(yàn)結(jié)果的比較
采樣點(diǎn) 劑量(L/皿) TA98 TA100 性狀
MR MR
原水 4.0 4.07 5.58 強(qiáng)陽性
2.0 1.72 3.63
1.0 1.63 2.86
0.5 1.31 2.13
活性炭出水 4.0 1.17 1.73 陰性
2.0 1.07 1.42
1.0 0.29 1.36
0.5 0.69 1.07
TS80膜產(chǎn)水 4.0 1.29 0.63 陰性
2.0 0.69 0.96
1.0 0.98 0.92
0.5 0.76 1.08
TS40膜產(chǎn)水 4.0 0.88 0.93 陰性
2.0 0.86 1.17
1.0 0.84 0.95
0.5 0.96 0.86
ACM1產(chǎn)水 4.0 1.87 1.12 陰性
2.0 0.77 1.04
1.0 0.92 1.14
0.5 0.57 0.93
（MR為誘發(fā)回變率，為受試樣品平皿的回變菌落數(shù)與陰性對(duì)照平皿的自發(fā)回變菌落數(shù)之比，若MR≥2，并能做出劑量-反應(yīng)曲線，可確認(rèn)該水樣致突變活性為陽性。）
Ames試驗(yàn)結(jié)果表明：原水Ames致突變活性為陽性，經(jīng)過活性炭吸附柱后轉(zhuǎn)為陰性。三種膜使水的致突活性進(jìn)一步降低，且TS40膜產(chǎn)水的Ames結(jié)果致突比MR趨于穩(wěn)定。
3.3 對(duì)放射性的去除
反滲透膜對(duì)放射性物質(zhì)的去除已有報(bào)導(dǎo)，但納濾膜尚未見報(bào)導(dǎo)。為了考察納濾膜對(duì)放射性物質(zhì)的去除，本研究考察了納濾與反滲透膜對(duì)總α和總β放射性物質(zhì)指標(biāo)的去除情況，由表中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)總α放射性去除率最好的是納濾TS80膜，對(duì)總β放射性去除率較好的是反滲透和納濾TS40膜，去除效果在80%以上。因此，用納濾膜去除飲用水中可能存在的放射性污染是有效、可行的。具體結(jié)果見表3。
表3：膜對(duì)放射性活度的去除（Bq/L）
項(xiàng)目 反滲透膜 納濾膜TS80 納濾膜TS40（NF-2）
膜
進(jìn)水 膜
出水 去除率 （%） 膜
進(jìn)水 膜
出水 去除率 （%） 膜
進(jìn)水 膜
出水 去除率
（%）
總α 0.23 0.08 65.2 0.34 0.05 85.3 0.51 0.0065 98.7
總β 0.2 0.03 85.0 0.23 0.07 69.6 0.12 0.035 70.8
4 結(jié)論
（1）由試驗(yàn)結(jié)論可知，原水經(jīng)10μm保安過濾器、活性炭、5μm保安過濾器進(jìn)入膜組件的工藝流程是合理、可靠的；
（2）活性炭可去除部分TOC，但效果不理想，對(duì)TOC去除效果順序依次為反滲透ACM1型膜、納濾TS40型膜、納濾TS80型膜；
（3）活性炭、反滲透ACM1、納濾TS40、納濾TS80都可使Ames試驗(yàn)結(jié)果為陰性，但效果較好的是TS40型納濾膜；
（4）三種膜對(duì)放射性活度均有去除率，對(duì)總α放射性去除率最好的是納濾TS80膜，對(duì)總β放射性去除率較好的是反滲透和納濾TS40膜；
（5）建議使用TS40型納濾膜進(jìn)行飲用水處理，以獲取安全優(yōu)質(zhì)的飲水。
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