陶瓷膜在饮用水处理中的应用

常治辉 原创 | 2017-12-04 11:11 | 收藏 | 投票
关键字:饮用水处理 

 

20 世纪80 年代初期,MF 陶瓷膜开始应用于水处理领域, 80 年代末期,UF 陶瓷膜也在水处理领域得到了应用.如今,陶瓷膜制备饮用水已在欧洲应用多年,法国、英国等地已开始使用陶瓷膜进行规模化饮用水生产. 在荷兰,新建的Andijk III 水厂采用PWNT 公司陶瓷膜净水技术,供水能力达120 000 m3 /d,于2014 5 月投产运行.日本是世界上应用陶瓷膜技术处理饮用水最多的国家,截止到2015年,全世界建成的137 座陶瓷膜饮用水厂中有117 座位于日本.自1998 年日本第一座陶瓷膜饮用水厂建成以来,运行最久的陶瓷膜组件已持续工作了17 年之久.日本横滨Kawai 饮用水厂采用陶瓷膜净水工艺,产水能力高达171 070 m3 /d,是目前世界上最大的陶瓷膜水厂之一,已于2014 年投产运行.目前,新加坡ChoaChu Kang 水厂即将采用陶瓷膜技术进行升级改造,设计产水能力约为150 000 m3 /d,预计于2018 年改造完成,届时将成为新加坡第一座陶瓷膜水厂. 在中国,陶瓷膜技术研究起步相对较晚,而且规模化的陶瓷膜处理设施主要应用在工业废水处理领域,受制于较高的制备成本,陶瓷膜在饮用水处理领域多处于中试或小规模应用阶段,并未实现规模化应用.相比于传统的饮用水处理技术,MF UF 陶瓷膜能更有效去除浊度、颗粒物、微生物及部分大分子有机物.Bottino 等采用平均孔径为02 μm MF陶瓷膜制备饮用水,原水中的颗粒悬浮物、微生物和藻类几乎全部得以去除,同时,TOC 和三氯甲烷生成势的去除率分别达64%56%Sui 等采用孔径分布更窄、膜通量更高的梯度陶瓷膜处理饮用水,原水中的致病微生物、铁锈、蠕虫和悬浮颗粒等被完全截留,饮用水的生物安全性得以保障.孔径更小的NF陶瓷膜对小分子有机物也有一定的去除. Alpatova等研究了NF 陶瓷膜( 截留分子质量为1 ku) 对水体中两种抗生素双氯青霉素和头孢他啶的去除效能.在不同的水质背景下,陶瓷膜对这两种抗生素的去除率为227%403%.由于抗生素的相对分子质量远小于陶瓷膜的截留分子质量,NF 陶瓷膜对抗生素的去除机理并非孔径筛分截留作用,而主要是受陶瓷膜表面吸附和Donnan 效应的影响.与有机膜相比,陶瓷膜的亲水性和抗污染性能更好,清洗效率更高.单独陶瓷膜过滤过程中没有化学药剂的添加,操作简便,是一种真正的绿色工艺.但在实际应用中,单独过滤工艺对原水水质要求较高,对污染较重水体处理能力有限,且长期运行会引发膜污染问题.

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