水源污染日益嚴重的現(xiàn)實與人們對飲用水水質(zhì)要求的不斷提高,對提升市政給水處理工藝的能力提出了新的挑戰(zhàn),也呼喚著新技術(shù)能盡早出現(xiàn)并付之應(yīng)用。膜技術(shù)作為近年來在國內(nèi)被廣泛研究和應(yīng)用的新技術(shù),得到了大量的關(guān)注,膜產(chǎn)品、膜工藝的規(guī)范化也是相關(guān)技術(shù)人員不斷努力的方向。隨著《城鎮(zhèn)給水膜處理技術(shù)規(guī)程》(報批稿)的報批,膜技術(shù)的應(yīng)用進入了一個新時代,客觀評價膜技術(shù)在市政給水領(lǐng)域中的定位,對有效引導膜技術(shù)應(yīng)用的有序發(fā)展具有非常重要的意義。
1、膜技術(shù)在市政給水領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展
1.1膜技術(shù)的特征及適用范圍
從本質(zhì)上講,膜分離技術(shù)是物理形式上的物相分離,主要利用膜的選擇分離特性濾除水體中的雜質(zhì)。根據(jù)膜孔徑從大到小的排列,膜過濾一般可分為微濾、超濾、納濾和反滲透4種。
微濾、超濾技術(shù)具有共同的優(yōu)勢,即處理過程中無副產(chǎn)物、易于自動化控制、pH適用范圍廣、能有效去除病毒、細菌、寄生蟲以及減少消毒劑用量等,在市政給水領(lǐng)域已經(jīng)受到了普遍的關(guān)注和應(yīng)用,在與其他合適的工藝有機組合后,微濾、超濾膜在市政給水處理中也適用于微污染水源的凈化處理,且出水水質(zhì)優(yōu)異。除此以外,經(jīng)微濾尤其超濾膜處理后,飲用水的微生物安全大為提高。
納濾技術(shù)除了具有上述微濾、超濾膜的優(yōu)點外,還對消毒副產(chǎn)物前體物有很好的去除效果,可減少消毒副產(chǎn)物的形成。納濾相對微濾和超濾具有一定的去除原水中BDOC的能力,可進一步提高飲用水的化學安全性。然而納濾膜產(chǎn)水率相對較低,工作壓力較微濾和超濾較大,在市政給水領(lǐng)域的應(yīng)用還會受到經(jīng)濟合理性的約束。
反滲透膜則因為更精細的孔徑,水中許多物質(zhì)(包括離子)都無法通過反滲透膜,可制取近乎純水。但反滲透膜普遍適用于海水和苦咸水脫鹽及降低硬度、受重金屬和核素污染水源的處理以及有特殊水質(zhì)要求的工業(yè)水處理領(lǐng)域,對市政給水領(lǐng)域缺乏普遍應(yīng)用的經(jīng)濟性。
因此,結(jié)合市政給水領(lǐng)域的實際特點,綜合考慮處理能力、工程造價和運行經(jīng)濟合理性等因素,普遍認為微濾膜、超濾膜是比較適用于市政給水領(lǐng)域的膜處理技術(shù)。
1.2微/超濾膜技術(shù)在市政給水領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展
膜過濾技術(shù)因其能夠?qū)⒓毦⒉《尽?ldquo;兩蟲”、藻類、水生生物等幾乎全部去除,被認為是目前保障飲用水微生物安全的有效技術(shù)。早在1987年,美國科羅拉多州的Keystonecolo建成了世界上座膜分離凈水廠,規(guī)模為105m3/d,采用的是孔徑為0.2μm的外壓式中空纖維聚丙烯微濾膜。此后,為了解決飲水中難以用氯殺滅的桿菌芽孢問題,并為了有效去除原水中的隱孢子蟲,新西蘭和美國又相繼建成了規(guī)模為3.6*104m3/d和5.5*104m3/d的微濾膜技術(shù)水廠。
隨著膜材料制備和膜產(chǎn)品制造工藝的不斷提高,膜過濾性能也得到了多次革新,國內(nèi)對超濾膜工藝也展開了大量研究。盡管超濾膜工藝對日常維護及管理的要求較高,但能切實提高供水的生物安全性和應(yīng)急能力,保障居民的飲用水安全。近年來,我國自主設(shè)計建造的超濾膜水廠相繼建成和投運,制水規(guī)模較大的包括杭州清泰水廠(30*104m3/d,壓力式)、中國臺灣高雄拷潭凈水廠(30*104m3/d,壓力式)、寧波江東水廠(20*104m3/d,浸沒式)和東營南郊水廠(20*104m3/d,浸沒式)等,上述水廠通過實踐運行發(fā)現(xiàn):出廠水水質(zhì)均可滿足國家標準要求,對生物安全性的保障效果尤其突出。
在對超濾膜技術(shù)不斷的探索和應(yīng)用中,包括業(yè)主、設(shè)計單位、供應(yīng)商都逐步意識到了對膜技術(shù)進行規(guī)范的必要性,針對不同膜產(chǎn)品質(zhì)量的標準陸續(xù)出臺。與常規(guī)水處理工藝相比,膜技術(shù)在市政給水領(lǐng)域的應(yīng)用仍屬一項新技術(shù),其在工程中的應(yīng)用缺乏可借鑒的經(jīng)驗和可參照的規(guī)范,膜產(chǎn)品的標準體系尚未形成,實際應(yīng)用中積累的經(jīng)驗和總結(jié)也較少。為盡早規(guī)范膜處理技術(shù)在市政給水領(lǐng)域的有序應(yīng)用,作為規(guī)范與參考性指導性文件,《城鎮(zhèn)給水膜處理技術(shù)規(guī)程》的出臺成為了行業(yè)發(fā)展的必然需求。
2、規(guī)程編制的原則與意義
2.1規(guī)程編制原則
(1)指導性
膜技術(shù)在上沒有統(tǒng)一的標準,作為飲用水處理中的新技術(shù),必然需要通過大量的實踐和總結(jié)來獲取具有通用性、指導性的經(jīng)驗和依據(jù)。在總結(jié)了諸多國內(nèi)外水廠膜技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗教訓后,終將公認為是合理的、安全的技術(shù)參數(shù)編制成此技術(shù)規(guī)程,為更廣泛的工程應(yīng)用提供有力依據(jù)和指導作用。
(2)公平性
本技術(shù)規(guī)程是在充分調(diào)研了國內(nèi)、外膜產(chǎn)品及應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上,對公認為合理的技術(shù)參數(shù)進行歸納總結(jié)。因此,這不僅僅是基于某些膜產(chǎn)品的規(guī)程,而是針對整個飲用水膜處理技術(shù)的設(shè)計和使用規(guī)程,充分確保了規(guī)程編制的公平性。