水源污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)與人們對(duì)飲用水水質(zhì)要求的不斷提高,對(duì)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(guó)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(bào)批稿)的報(bào)批,膜技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代,客觀評(píng)價(jià)膜技術(shù)在市政給水領(lǐng)域中的定位,對(duì)有效引導(dǎo)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(shì),即處理過程中無副產(chǎn)物、易于自動(dòng)化控制、pH適用范圍廣、能有效去除病毒、細(xì)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(jī)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(diǎn)外,還對(duì)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(duì)微濾和超濾具有一定的去除原水中BDOC的能力,可進(jìn)一步提高飲用水的化學(xué)安全性。然而納濾膜產(chǎn)水率相對(duì)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(huì)受到經(jīng)濟(jì)合理性的約束。
反滲透膜則因?yàn)楦?xì)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(duì)市政給水領(lǐng)域缺乏普遍應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。
因此,結(jié)合市政給水領(lǐng)域的實(shí)際特點(diǎn),綜合考慮處理能力、工程造價(jià)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理性等因素,普遍認(rèn)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?xì)菌、病毒、“兩蟲”、藻類、水生生物等幾乎全部去除,被認(rèn)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(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)對(duì)超濾膜工藝也展開了大量研究。盡管超濾膜工藝對(duì)日常維護(hù)及管理的要求較高,但能切實(shí)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(guó)自主設(shè)計(jì)建造的超濾膜水廠相繼建成和投運(yùn),制水規(guī)模較大的包括杭州清泰水廠(30*104m3/d,壓力式)、中國(guó)臺(tái)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(yíng)南郊水廠(20*104m3/d,浸沒式)等,上述水廠通過實(shí)踐運(yùn)行發(fā)現(xiàn):出廠水水質(zhì)均可滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)生物安全性的保障效果尤其突出。
在對(duì)超濾膜技術(shù)不斷的探索和應(yīng)用中,包括業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、供應(yīng)商都逐步意識(shí)到了對(duì)膜技術(shù)進(jìn)行規(guī)范的必要性,針對(duì)不同膜產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)。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(xiàng)新技術(shù),其在工程中的應(yīng)用缺乏可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和可參照的規(guī)范,膜產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系尚未形成,實(shí)際應(yīng)用中積累的經(jīng)驗(yàn)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(dǎo)性文件,《城鎮(zhèn)給水膜處理技術(shù)規(guī)程》的出臺(tái)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
?。?)指導(dǎo)性
膜技術(shù)在上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),作為飲用水處理中的新技術(shù),必然需要通過大量的實(shí)踐和總結(jié)來獲取具有通用性、指導(dǎo)性的經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。在總結(jié)了諸多國(guó)內(nèi)外水廠膜技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后,終將公認(rèn)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(dǎo)作用。
?。?)公平性
本技術(shù)規(guī)程是在充分調(diào)研了國(guó)內(nèi)、外膜產(chǎn)品及應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上,對(duì)公認(rèn)為合理的技術(shù)參數(shù)進(jìn)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(duì)整個(gè)飲用水膜處理技術(shù)的設(shè)計(jì)和使用規(guī)程,充分確保了規(guī)程編制的公平性。