膜技术在桶(瓶)装饮用水生产中的应用.doc

膜技术在桶（瓶）装饮用水生产中的应用 高乃云　　 彭海清　 魏宏斌(同济大学环境工程学院　 上海　 200092) 　　摘要　由于环境的原因及自来水厂传统净水工艺和给水管网本身存在的实际问题，导致城市自来水的现状不容乐观，因而导致了饮用水产业的飞速发展。本文论述当前桶装或瓶装饮用水生产中应用膜技术的现状、优质饮用水的概念及优质饮用水生产中膜技术的选用和使用等问题。　　关键词　饮用水　 膜技术　 优质饮用水 　　 近几十年来，随着现代化工业的迅速发展，环境污染日益加剧，各种有机化合物通过各种不同的途径进入了人类环境特别是水环境。同时，由于自来水厂传统给水工艺和给水管网本身存在的实际问题，导致城市自来水的现状是：感官质量差、有机物含量高、常常具有致突变性。这一现状刺激并加速了我国饮用水产业及给水深度处理技术的发展。与常规饮用水处理工艺相比，膜技术具有少投甚至不投加化学药剂；占地面积小；便于实现自动化等特点[1]，已大量应用于城市自来水的深度处理上。本文论述当前桶装或瓶装饮用水生产中应用膜技术的现状、优质饮用水的概念及优质饮用水生产中膜技术的选用和使用等问题。 1? 膜技术在饮用水深度处理中的应用范围及概况 1.1? 微滤　　微滤(MF)也可以称为精过滤。可去除微米（10-6ｍ）级的水中杂质，其滤膜的孔径为0.05～5.00mm，凡大于孔径的颗粒均可被截留，但孔径增大则出水浊度随之增加。根据原水水质，可经过预过滤以去除大颗粒防止膜过快堵塞，亦可视情况投加混凝剂或粉末活性炭，以生产有机物含量低的饮用水。但在生产高质量饮用水时，通常作为超滤、反渗透或纳滤的预处理设施。而在生产高纯水时，微滤常作为纯水或超滤水生产时的末端处理，以去除剩余在水中的痕量杂质。　　目前，市场上的微滤膜多为平板膜折叠式滤芯，膜材料为聚丙烯（PP）或聚砜（PS）、尼龙等。聚砜膜的孔径经常为0.45mm 、0.2mm或更小，其孔径分布均匀，水通量大，不易堵塞。而聚丙烯膜的过滤精度范围广，价格便宜，但精度差。　　另外,无机精滤膜亦是应用在饮用水深度处理上的重要微滤技术之一，如陶瓷膜和预涂膜过滤。同济大学开发成功的预涂膜过滤技术已成功应用于优质饮用水的生产。预涂膜过滤即先预涂成膜后，再靠膜的过滤作用使水澄清和净化。预涂膜过滤器构造简单、运转费用低、预涂和反冲方便，是一种适用于饮用水深度净化的经济有效的精滤装置。该过滤技术的特点包括：（1）采用天然无机矿物滤料,过滤精度高，滤后水的浊度可达到0Ntu，出水清澈透亮;（2）精滤膜可即时形成,即时反冲洗掉,操作压力低;（3）膜孔径、膜厚度和成膜材料可根据源水水质和滤后水质要求随时调整，以满足特殊源水水质和特殊要求。上述特点是其它膜滤技术难以做到的。1.2? 超滤　　超滤可以去除纳米（10-9ｍ）级或更大一些的颗粒杂质，可直接制取优质饮用水，也可作为反渗透或纳滤的预处理设施。即使地表水浊度高到25 Ntu，经超滤处理后的浊度可降低到0.04 Ntu。由于细菌的尺寸通常为1～3mm，最小的病毒尺寸为0.03mm，因而超滤膜已经基本上可以完全去除细菌、病毒、贾第虫和其它微生物，某种情况下可代替消毒工艺。但是超滤膜对有机物的去除效果很差，不能有效去除总有机碳和消毒副产物及其母体。　　超滤膜一般为中空纤维膜或卷式膜。膜材料为聚砜或聚丙烯晴（PAN）。如日本东丽公司生产的PAN中空纤维膜，由于选择了亲水性强的膜材料，膜表面相对而言不易变脏，0.01mm的极小细孔复合构造能保证细菌、病毒等杂质的去除。1.3? 反渗透　　反渗透(RO)技术是电子、医药、化工等工业部门制备纯水的主要技术之一，近年来却被大量用于饮用水的深度处理。反渗透膜的孔径仅约1～10埃，可以去除水中的几乎一切物质包括各种悬浮物、胶体、无机盐、有机物、细菌、病毒、热源等。目前，应用于井水和地表水反渗透系统的膜元件绝大多数为卷式膜元件。与中空纤维和板框式相比较，卷式膜元件在抗污染能力、设备占地面积、投资和运行费用等方面均具有优势。商业用RO膜元件通常是4英寸（100mm）或8英寸（200mm）直径，40英寸（1m）或60英寸（1.5m）长。一个加压容器内通常可装入1至8个这样的膜元件。近年来，RO膜的材料从醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺膜。操作压力也扩展到高压（海水淡化）膜、中压（醋酸纤维素膜）、低压（复合）膜和超低压（复合）膜。饮用水处理中应用的主要是低压（复合）膜和超低压（复合）膜，操作压力为10～15kg/cm2。超低压复合膜具有超低的运行压力，操作压力为10.5kg/cm2，但却有着与其它复合膜相同的高脱盐率和更高的水通量、更宽的水质适用范围。因而大大节省了能源，降低了系统的运行费用，倍受用户青睐。1.4 ?纳滤?