行業(yè)動(dòng)態(tài)
納濾膜技術(shù)在飲用水深度處理中的應(yīng)用
來(lái)源：原創(chuàng)
編輯：富生源
時(shí)間：2017-11-17 12:04
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飲用水水質(zhì)安全問(wèn)題直接關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康，保障飲用水水質(zhì)安全，是維護(hù)公眾健康的重要基礎(chǔ)，是基本民生問(wèn)題。因此，飲用水水質(zhì)安全已成為政府、公眾和廣大科技工作者共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)水體污染的認(rèn)識(shí)逐步提升，公眾對(duì)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求不斷提高。納濾膜(NF)可有效應(yīng)用于去除有機(jī)物和色度、降低TDS濃度、軟化水質(zhì)。所以，納濾膜在低分子有機(jī)物分級(jí)、水質(zhì)軟化、脫鹽等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
1 脫鹽
水中Ca2+、Mg2+離子的總含量體現(xiàn)了水的總硬度。納濾技術(shù)能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此，脫鹽(desalination)是納濾技術(shù)應(yīng)用最多的領(lǐng)域。采用FilmTech的NF-70和NF-45膜經(jīng)過(guò)二步納濾分離(操作壓力：0.5~0.7 Mpa)，脫除70%的一價(jià)離子及85%~95%的硬度，水質(zhì)硬度降低了10~20倍。然后進(jìn)行氯化處理，即可制成適合飲用的標(biāo)準(zhǔn)飲用水。
NF不但可直接用于地下水、地表水和海水的軟化，還可以作為反滲透(Reverse osmosis，RO)、太陽(yáng)能光伏脫鹽裝置(Photovoltaic-powered desalination system)等的預(yù)處理。
2 污染物去除
目前，大多數(shù)城市的給水水源均受到不同程度的污染，而自來(lái)水廠的常規(guī)處理工藝對(duì)水中有機(jī)物去除率不高，當(dāng)采用氯殺菌消毒時(shí)，余氯又會(huì)與水中的有機(jī)物會(huì)生成鹵代副產(chǎn)物。相關(guān)研究表明，NF膜可有效去除原水中的天然(NOM)或溶解性有機(jī)物(DOC)，當(dāng)原水中的NOM含量由0.4 mg/L增加到3.6 mg/L時(shí)，NF對(duì)莠去津(atrazine)和西馬嗪(simazin)去除率由50%增加至90%~100%。
NF膜能較好的除去原水中的細(xì)菌、AOC、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、鄰苯二甲酸酯類(lèi)(PAEs)、內(nèi)分泌干擾物(EDCs)及其他痕量有機(jī)污染物等，并選擇性地保留有利于人體健康的物質(zhì)，確保飲用水的生物穩(wěn)定性和安全性。
3 人工補(bǔ)給地下水
地下水人工補(bǔ)給作為一項(xiàng)水資源管理策略被世界各國(guó)高度重視，其目的主要是為了防止和控制地面沉降、增加地下水資源量、防止海水入侵以及儲(chǔ)能等。近年來(lái)，由于用水量的增加以及由此引起的水資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題的日益突出，世界各地的地下水人工補(bǔ)給工程的數(shù)量也在不斷增加。隨著人們對(duì)生態(tài)安全以及公眾健康問(wèn)題的關(guān)注，人工補(bǔ)給對(duì)地下水環(huán)境以及人體健康的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也受到人們的廣泛關(guān)注，其主要預(yù)防辦法就是嚴(yán)格控制人工補(bǔ)給水源的水質(zhì)，使含水層接受人工補(bǔ)給水源后水質(zhì)有所改善，至少不能引起含水層水質(zhì)惡化。
與RO膜相比，NF膜的一價(jià)鹽的截留率較低，對(duì)溶解性有機(jī)物的截留率>90%(能夠完全去除大腸桿菌等有機(jī)物)，操作壓力(成本)降低2~3倍，且納濾產(chǎn)水低鹽度濃水將比RO產(chǎn)生的高鹽度濃水更易于處理，納濾技術(shù)已用于制造地下水補(bǔ)給水。針對(duì)我國(guó)水資源短缺問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種新型耦合的雙膜法污水處理工藝，納濾膜分離技術(shù)已引入污水生物處理系統(tǒng)。
4 飲用水深度處理
生活污水、工業(yè)廢水的排放加上農(nóng)田徑流、大氣沉落等非點(diǎn)源污染，直接或間接地造成了飲用水水源的污染，其中以有機(jī)污染最為嚴(yán)重，污染有機(jī)物的種類(lèi)急劇增加。常規(guī)的絮凝沉淀、過(guò)濾、消毒凈化工藝已不能有效去除水中的病原菌、病毒等，不能保障飲用水的衛(wèi)生與安全。因此，以去除飲用水中有機(jī)污染及有毒有害物質(zhì)為目標(biāo)的飲用水深度凈化技術(shù)日益得到重視。
NF主要脫除飲用水中的低分子有機(jī)物(尤其環(huán)境激素)、三氯甲烷前體、農(nóng)藥殘留、洗滌劑殘留、微生物、色度、異味、碳酸鹽、硫酸鹽、氟化物、砷、細(xì)菌、重金屬污染物(鎘、六價(jià)鉻、銅、鉛、錳、汞、鎳)等有害物質(zhì)。
此外，納濾膜組合工藝對(duì)飲用水中可同化有機(jī)碳(AOC)的去除率可達(dá)80%，致突變物的去除率≥90%，使Ames實(shí)驗(yàn)(AMES教授創(chuàng)立的利用鼠傷寒沙門(mén)氏菌進(jìn)行的基因突變?cè)囼?yàn))結(jié)果由陽(yáng)性轉(zhuǎn)為陰性，確保兩地不同原水生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)飲用水的生物穩(wěn)定性。
NF作為膜科學(xué)中的一種新型分離膜，其截留分子質(zhì)量介于UF與RO之間，實(shí)現(xiàn)了納米技術(shù)和膜技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。所以，納濾膜技術(shù)在飲用水深度處理等諸多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在飲用水常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)上出現(xiàn)的NF深度處理技術(shù)，以去除水中溶解性有機(jī)物和消毒副產(chǎn)物為目的的各工藝單元優(yōu)化組合，有效提高和保證了飲用水水質(zhì)。
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)水體污染的認(rèn)識(shí)逐步提升，公眾對(duì)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求不斷提高。納濾膜(NF)可有效應(yīng)用于去除有機(jī)物和色度、降低TDS濃度、軟化水質(zhì)。所以，納濾膜在低分子有機(jī)物分級(jí)、水質(zhì)軟化、脫鹽等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
1 脫鹽
水中Ca2+、Mg2+離子的總含量體現(xiàn)了水的總硬度。納濾技術(shù)能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此，脫鹽(desalination)是納濾技術(shù)應(yīng)用最多的領(lǐng)域。采用FilmTech的NF-70和NF-45膜經(jīng)過(guò)二步納濾分離(操作壓力：0.5~0.7 Mpa)，脫除70%的一價(jià)離子及85%~95%的硬度，水質(zhì)硬度降低了10~20倍。然后進(jìn)行氯化處理，即可制成適合飲用的標(biāo)準(zhǔn)飲用水。
NF不但可直接用于地下水、地表水和海水的軟化，還可以作為反滲透(Reverse osmosis，RO)、太陽(yáng)能光伏脫鹽裝置(Photovoltaic-powered desalination system)等的預(yù)處理。
目前，大多數(shù)城市的給水水源均受到不同程度的污染，而自來(lái)水廠的常規(guī)處理工藝對(duì)水中有機(jī)物去除率不高，當(dāng)采用氯殺菌消毒時(shí)，余氯又會(huì)與水中的有機(jī)物會(huì)生成鹵代副產(chǎn)物。相關(guān)研究表明，NF膜可有效去除原水中的天然(NOM)或溶解性有機(jī)物(DOC)，當(dāng)原水中的NOM含量由0.4 mg/L增加到3.6 mg/L時(shí)，NF對(duì)莠去津(atrazine)和西馬嗪(simazin)去除率由50%增加至90%~100%。
NF膜能較好的除去原水中的細(xì)菌、AOC、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)、鄰苯二甲酸酯類(lèi)(PAEs)、內(nèi)分泌干擾物(EDCs)及其他痕量有機(jī)污染物等，并選擇性地保留有利于人體健康的物質(zhì)，確保飲用水的生物穩(wěn)定性和安全性。
3 人工補(bǔ)給地下水
地下水人工補(bǔ)給作為一項(xiàng)水資源管理策略被世界各國(guó)高度重視，其目的主要是為了防止和控制地面沉降、增加地下水資源量、防止海水入侵以及儲(chǔ)能等。近年來(lái)，由于用水量的增加以及由此引起的水資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題的日益突出，世界各地的地下水人工補(bǔ)給工程的數(shù)量也在不斷增加。隨著人們對(duì)生態(tài)安全以及公眾健康問(wèn)題的關(guān)注，人工補(bǔ)給對(duì)地下水環(huán)境以及人體健康的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題也受到人們的廣泛關(guān)注，其主要預(yù)防辦法就是嚴(yán)格控制人工補(bǔ)給水源的水質(zhì)，使含水層接受人工補(bǔ)給水源后水質(zhì)有所改善，至少不能引起含水層水質(zhì)惡化。
與RO膜相比，NF膜的一價(jià)鹽的截留率較低，對(duì)溶解性有機(jī)物的截留率>90%(能夠完全去除大腸桿菌等有機(jī)物)，操作壓力(成本)降低2~3倍，且納濾產(chǎn)水低鹽度濃水將比RO產(chǎn)生的高鹽度濃水更易于處理，納濾技術(shù)已用于制造地下水補(bǔ)給水。針對(duì)我國(guó)水資源短缺問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種新型耦合的雙膜法污水處理工藝，納濾膜分離技術(shù)已引入污水生物處理系統(tǒng)。
生活污水、工業(yè)廢水的排放加上農(nóng)田徑流、大氣沉落等非點(diǎn)源污染，直接或間接地造成了飲用水水源的污染，其中以有機(jī)污染最為嚴(yán)重，污染有機(jī)物的種類(lèi)急劇增加。常規(guī)的絮凝沉淀、過(guò)濾、消毒凈化工藝已不能有效去除水中的病原菌、病毒等，不能保障飲用水的衛(wèi)生與安全。因此，以去除飲用水中有機(jī)污染及有毒有害物質(zhì)為目標(biāo)的飲用水深度凈化技術(shù)日益得到重視。
NF主要脫除飲用水中的低分子有機(jī)物(尤其環(huán)境激素)、三氯甲烷前體、農(nóng)藥殘留、洗滌劑殘留、微生物、色度、異味、碳酸鹽、硫酸鹽、氟化物、砷、細(xì)菌、重金屬污染物(鎘、六價(jià)鉻、銅、鉛、錳、汞、鎳)等有害物質(zhì)。
此外，納濾膜組合工藝對(duì)飲用水中可同化有機(jī)碳(AOC)的去除率可達(dá)80%，致突變物的去除率≥90%，使Ames實(shí)驗(yàn)(AMES教授創(chuàng)立的利用鼠傷寒沙門(mén)氏菌進(jìn)行的基因突變?cè)囼?yàn))結(jié)果由陽(yáng)性轉(zhuǎn)為陰性，確保兩地不同原水生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)飲用水的生物穩(wěn)定性。
NF作為膜科學(xué)中的一種新型分離膜，其截留分子質(zhì)量介于UF與RO之間，實(shí)現(xiàn)了納米技術(shù)和膜技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。所以，納濾膜技術(shù)在飲用水深度處理等諸多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在飲用水常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)上出現(xiàn)的NF深度處理技術(shù)，以去除水中溶解性有機(jī)物和消毒副產(chǎn)物為目的的各工藝單元優(yōu)化組合，有效提高和保證了飲用水水質(zhì)。