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【摘 要】本文简要阐述了饮用水处理传统工艺的弊端，论述了超滤技术在饮用水处理中的应用现状，重点介绍了混凝-超滤、PAC-超滤等联合工艺国内外的研究进展，并简要介绍了浸入式膜在饮用水处理中的研究现状，展现了超滤技术在我国饮用水处理方面的应用前景和发展方向。
【关键词】超滤；混凝；PAC 浸入式膜；饮用水
随着工业化的发展，大量的生活和工业废水排入水体，又给水体造成了新的污染，水中有害物质逐渐增多，是人类赖以生存的水源日益受到污染；另一方面，随着人民生活水平的提高和健康条件的改善，水环境和饮用水的质量日益受到人们的重视。传统的混凝、沉淀、过滤和消毒处理工艺已经满足不了人们对水质的要求。在这种背景下，膜分离技术开始应用于饮用水的处理，其研究的开始于80年代中期，以欧美和澳大利亚为主，80年代后期开始实用化。日本从1992年开始由厚生省牵头，以国立公众卫生院和水道净水协会为主组成“膜应用新型净水系统委员会”，实施所谓“MAC21計划”，对超滤和微滤膜应用于净水处理进行了3年的大规模研究。我国近20年来微滤和超滤膜在饮用水中的应用也得到了较快的发展。
1.饮用水处理传统工艺的弊端
目前，国内大部分水厂原水均为地表水。底边谁普遍存在有机类污染严重的现象，主要体现为化学污染。地面环境污染、原生动物污染等。传统的净化方式主要采用混凝、沉淀、过滤，最后加氯灭菌，水厂的占地和投资规模一般较大。常规情况下，其净化工艺进队一般性有机类污染物有效，特殊情况下效果不佳，例如：对原生动物污染；在水源水质突变的情况下，净化设施不能及时作出反应，处理后水质的安全性得不到保证。
1.1消毒副产物
近年来，饮用水经氯消毒后产生的有机氯化物，特别是三氯甲烷引起了各国的广泛重视，而研究最多的是饮用水中最易产生、数量最大的氯仿。实验表明：水中的腐殖酸能在游离氯的作用下生成氯仿，饮用水中的氯仿对人体具有全身中毒和远期效应，对人体健康十分有害，特别是对人体的致癌作用。
1.2对重金属盐类的脱除
常规的水厂处理工艺只能去除水中的大部分有机物含量，改善色度、浊度，而对降低水中重金属离子含量，例如砷、氟、六价铬、汞、铅等对人体健康有害的物质效果较差。所以，在水源中的重金属离子超标的情况下，不能采用传统工艺去的良好的饮用水质。
2.超滤技术在饮用水处理中的应用现状
近年来，超滤在饮用水处理中的研究和应用发展非常迅速。由于超滤膜是悬浮颗粒及胶体物质的有效屏障，去除浊度和细菌都非常理想，也可完全实现对两虫的去除。与传统工艺相比，超滤膜的显著优点是对原水波动相对涞水适应能力强，可及时调节，并且经过超滤膜出水浊度一般都低于0.1NTU，远低于2006年颁布的饮用水新标准。但是，由于超滤膜的截留分子量大，使得去除溶解性有机物、金属离子、溶解性盐和一些小分子有机物效果较差。所以许多专家学者在研究超滤工艺与其他工艺组成的联合工艺、混凝-超滤联用工艺等在国内外研究的比较多，也取得了一定成果。
2.1 PAC-UF联合工艺
对于粉末活性炭-超滤联合工艺（PAC+UF），许多学者已经进行了广泛的研究，认为它是很有希望替代常规水处理工艺并能有效去除有机物的膜工艺之一。C.Anselme等人提出将一定量的PAC（6～15mg/L）投加到UF膜装置的循环水流中，组成吸附-固液分离工艺流程来处理饮用水。PAC可有效吸附水中低分子量的有机物，使溶解性有机物转移至固相，再利用UF膜截留去除微粒的特性将低分子量有机物从水总去除。
同济大学的董秉直等人以PAC-超滤膜联合工艺对黄浦江原水进行了处理实验，发现PAC和超滤膜共同承担了对水中有机物的去除，两者之间具有互补作用。对于叫小分子量的有机物，PAC的吸附效果好；对于较大分子量的有机物，膜过滤的效果好。
2.2混凝-超滤联合工艺
为提高超滤膜对水中天然有机物的去除效果并减轻膜污染，一种可行的办法就是通过各种预处理来改变水中污染物的表面性质和存在形态。其中混凝预处理简便易行，其与超滤膜的组合去除水中污染物的工艺收到了极大的关注，但对混凝-超滤膜过滤联合工艺的特点和控制方法的研究尚不深入，尤其是在其去除机理上应做进一步的深入研究。
西安建筑科技大学的王晓昌等人以腐殖酸为研究对象，利用国产超滤膜进行了混凝-超滤组合工艺的试验，结果证明与原水直接超滤相比，混凝-超滤工艺对溶解性天然有机物的去除效率较高，尤其是对分子量小于6000道尔顿的有机物的去除率有很大的提高。混凝预处理使小分子有机物粘附在微絮体上，降低了污染物在膜孔中吸附引起的膜污染，而微絮体在膜表面沉积形成滤饼层为主要过滤机理，从而使过滤保持高透水通量。
同济大学的董秉直等人研究了混凝对膜污染的防止作用，试验分混凝直接过滤和混凝上清液过滤两种工况进行。得出如下结论：混凝能否有效防止膜污染，取决于膜表面的滤饼层，过滤混凝液时，在膜表面形成的滤饼层能吸附中性亲水性的小分子有机物，而且这层滤饼层能容易的为反冲洗所清洗，从而有效的防止膜污染；过滤上清液时，膜表面滤饼层主要由中性亲水性的小分子有机物构成，他能紧密的粘附在膜表面，不易被反冲洗所去除，从而造成了膜污染。
同济大学的李伟英等人用混凝-超滤联合工艺处理长江地表原水进行中试试验。结果表明：此工艺对水中的溶解性有机物质量浓度、化学需氧量和254nm处紫外吸光度均有不同程度的去除，与同期采用常规处理工艺相比，本工艺水质优且节约了2/3的混凝剂，处理系统连续运行6个月，膜压差增长缓慢，表明该工艺可实现长期稳定的运行。
此外，同济大学的董秉直等人采用微絮凝-砂滤-超滤处理淮河原水进行了中试规模的研究，重点考察预处理条件如滤速和混凝剂投加量的变化对后续膜处理性能的影响。结果表明，试验工艺去除CODMn的效果随着混凝剂投加量的增加而提高。在投加量（大于4mg/L）不变的条件下，滤速的变化不会影响砂滤出水的浊度和CODMn，当投加量为4mg/L时，较高的滤速导致砂滤出水的浊度和CODMn的增加，但由于后续超滤膜的截留作用，膜出水仍然满足要求。
2.3浸入式膜在饮用水处理中的应用
浸入式膜在饮用水处理中应用的较晚，加拿大的Zenon公司分别于1996年在Rothesay和Collingwood水厂简历了采用浸入式膜处理饮用水的工艺系统。浸入式系统可用于建设新水厂或者现有水厂进行改造，将膜直接放入澄清池或者砂滤池即可。
今年用浸入式膜处理微污染水的研究也逐渐增多。2003年香港大学的李晓岩进行了MBR-PAC组合工艺处理微污染水的研究，证明该工艺有良好的污染物去除效果。
3.结语
超滤膜工艺对水中污染物的去除具有传统工艺无法企及的效果。随着膜技术的进步和价格的下降，膜工艺完全可能替代常规水处理工艺，其不仅占地面积小，还可以实现自动控制、易于维护、耗能少，保证出水水质稳定，因此市场前景非常广阔。 [科]
【参考文献】
[1]张颖，顾平，齐庚中.膜技术应用饮用水处理的进展[J].中国给水排水，2001，17（5）.
[2]祖良，马金保，张宗雷，周斌.饮用水处理中超滤与砂滤技术特性的比较实验[J].2013，29（3）.
【关键词】超滤；混凝；PAC 浸入式膜；饮用水
随着工业化的发展，大量的生活和工业废水排入水体，又给水体造成了新的污染，水中有害物质逐渐增多，是人类赖以生存的水源日益受到污染；另一方面，随着人民生活水平的提高和健康条件的改善，水环境和饮用水的质量日益受到人们的重视。传统的混凝、沉淀、过滤和消毒处理工艺已经满足不了人们对水质的要求。在这种背景下，膜分离技术开始应用于饮用水的处理，其研究的开始于80年代中期，以欧美和澳大利亚为主，80年代后期开始实用化。日本从1992年开始由厚生省牵头，以国立公众卫生院和水道净水协会为主组成“膜应用新型净水系统委员会”，实施所谓“MAC21計划”，对超滤和微滤膜应用于净水处理进行了3年的大规模研究。我国近20年来微滤和超滤膜在饮用水中的应用也得到了较快的发展。
1.饮用水处理传统工艺的弊端
目前，国内大部分水厂原水均为地表水。底边谁普遍存在有机类污染严重的现象，主要体现为化学污染。地面环境污染、原生动物污染等。传统的净化方式主要采用混凝、沉淀、过滤，最后加氯灭菌，水厂的占地和投资规模一般较大。常规情况下，其净化工艺进队一般性有机类污染物有效，特殊情况下效果不佳，例如：对原生动物污染；在水源水质突变的情况下，净化设施不能及时作出反应，处理后水质的安全性得不到保证。
1.1消毒副产物
近年来，饮用水经氯消毒后产生的有机氯化物，特别是三氯甲烷引起了各国的广泛重视，而研究最多的是饮用水中最易产生、数量最大的氯仿。实验表明：水中的腐殖酸能在游离氯的作用下生成氯仿，饮用水中的氯仿对人体具有全身中毒和远期效应，对人体健康十分有害，特别是对人体的致癌作用。
1.2对重金属盐类的脱除
常规的水厂处理工艺只能去除水中的大部分有机物含量，改善色度、浊度，而对降低水中重金属离子含量，例如砷、氟、六价铬、汞、铅等对人体健康有害的物质效果较差。所以，在水源中的重金属离子超标的情况下，不能采用传统工艺去的良好的饮用水质。
2.超滤技术在饮用水处理中的应用现状
近年来，超滤在饮用水处理中的研究和应用发展非常迅速。由于超滤膜是悬浮颗粒及胶体物质的有效屏障，去除浊度和细菌都非常理想，也可完全实现对两虫的去除。与传统工艺相比，超滤膜的显著优点是对原水波动相对涞水适应能力强，可及时调节，并且经过超滤膜出水浊度一般都低于0.1NTU，远低于2006年颁布的饮用水新标准。但是，由于超滤膜的截留分子量大，使得去除溶解性有机物、金属离子、溶解性盐和一些小分子有机物效果较差。所以许多专家学者在研究超滤工艺与其他工艺组成的联合工艺、混凝-超滤联用工艺等在国内外研究的比较多，也取得了一定成果。
2.1 PAC-UF联合工艺
对于粉末活性炭-超滤联合工艺（PAC+UF），许多学者已经进行了广泛的研究，认为它是很有希望替代常规水处理工艺并能有效去除有机物的膜工艺之一。C.Anselme等人提出将一定量的PAC（6～15mg/L）投加到UF膜装置的循环水流中，组成吸附-固液分离工艺流程来处理饮用水。PAC可有效吸附水中低分子量的有机物，使溶解性有机物转移至固相，再利用UF膜截留去除微粒的特性将低分子量有机物从水总去除。
同济大学的董秉直等人以PAC-超滤膜联合工艺对黄浦江原水进行了处理实验，发现PAC和超滤膜共同承担了对水中有机物的去除，两者之间具有互补作用。对于叫小分子量的有机物，PAC的吸附效果好；对于较大分子量的有机物，膜过滤的效果好。
2.2混凝-超滤联合工艺
为提高超滤膜对水中天然有机物的去除效果并减轻膜污染，一种可行的办法就是通过各种预处理来改变水中污染物的表面性质和存在形态。其中混凝预处理简便易行，其与超滤膜的组合去除水中污染物的工艺收到了极大的关注，但对混凝-超滤膜过滤联合工艺的特点和控制方法的研究尚不深入，尤其是在其去除机理上应做进一步的深入研究。
西安建筑科技大学的王晓昌等人以腐殖酸为研究对象，利用国产超滤膜进行了混凝-超滤组合工艺的试验，结果证明与原水直接超滤相比，混凝-超滤工艺对溶解性天然有机物的去除效率较高，尤其是对分子量小于6000道尔顿的有机物的去除率有很大的提高。混凝预处理使小分子有机物粘附在微絮体上，降低了污染物在膜孔中吸附引起的膜污染，而微絮体在膜表面沉积形成滤饼层为主要过滤机理，从而使过滤保持高透水通量。
同济大学的董秉直等人研究了混凝对膜污染的防止作用，试验分混凝直接过滤和混凝上清液过滤两种工况进行。得出如下结论：混凝能否有效防止膜污染，取决于膜表面的滤饼层，过滤混凝液时，在膜表面形成的滤饼层能吸附中性亲水性的小分子有机物，而且这层滤饼层能容易的为反冲洗所清洗，从而有效的防止膜污染；过滤上清液时，膜表面滤饼层主要由中性亲水性的小分子有机物构成，他能紧密的粘附在膜表面，不易被反冲洗所去除，从而造成了膜污染。
同济大学的李伟英等人用混凝-超滤联合工艺处理长江地表原水进行中试试验。结果表明：此工艺对水中的溶解性有机物质量浓度、化学需氧量和254nm处紫外吸光度均有不同程度的去除，与同期采用常规处理工艺相比，本工艺水质优且节约了2/3的混凝剂，处理系统连续运行6个月，膜压差增长缓慢，表明该工艺可实现长期稳定的运行。
此外，同济大学的董秉直等人采用微絮凝-砂滤-超滤处理淮河原水进行了中试规模的研究，重点考察预处理条件如滤速和混凝剂投加量的变化对后续膜处理性能的影响。结果表明，试验工艺去除CODMn的效果随着混凝剂投加量的增加而提高。在投加量（大于4mg/L）不变的条件下，滤速的变化不会影响砂滤出水的浊度和CODMn，当投加量为4mg/L时，较高的滤速导致砂滤出水的浊度和CODMn的增加，但由于后续超滤膜的截留作用，膜出水仍然满足要求。
2.3浸入式膜在饮用水处理中的应用
浸入式膜在饮用水处理中应用的较晚，加拿大的Zenon公司分别于1996年在Rothesay和Collingwood水厂简历了采用浸入式膜处理饮用水的工艺系统。浸入式系统可用于建设新水厂或者现有水厂进行改造，将膜直接放入澄清池或者砂滤池即可。
今年用浸入式膜处理微污染水的研究也逐渐增多。2003年香港大学的李晓岩进行了MBR-PAC组合工艺处理微污染水的研究，证明该工艺有良好的污染物去除效果。
3.结语
超滤膜工艺对水中污染物的去除具有传统工艺无法企及的效果。随着膜技术的进步和价格的下降，膜工艺完全可能替代常规水处理工艺，其不仅占地面积小，还可以实现自动控制、易于维护、耗能少，保证出水水质稳定，因此市场前景非常广阔。 [科]
【参考文献】
[1]张颖，顾平，齐庚中.膜技术应用饮用水处理的进展[J].中国给水排水，2001，17（5）.
[2]祖良，马金保，张宗雷，周斌.饮用水处理中超滤与砂滤技术特性的比较实验[J].2013，29（3）.