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饮用水处理中纳滤技术的应用与发展

  
评论: 更新日期:2012年04月30日

        李绍峰等用活性炭加纳滤膜技术可将总有机碳质量浓度降至700μg/L左右,有效去除了饮用水中的有机污染物[15]。候立安采用NFTS40和NFTS80两种纳滤膜进行试验,结果表明NFTS40对TOC的处理效果高达93.9%[16]。法国Mery-sur-Oise水处理厂的现场试验结果表明[17],纳滤膜处理法可以将地表水中TOC量平均减少到0.5mg/L,这比用生物处理过的水中TOC含量要低很多。降低水中TOC浓度,不仅可以增加配水期间氯的稳定性,降低氯浓度(出口处Cl2的残余量为0.2mg/L),由此使THMs含量降低约50%,还可以减少生物所能分解的有机碳(BOC),增加水的生物稳定性,降低配水期间的微生物含量。
        2.2.5挥发性有机物(VOC)的去除
        地表水和地下水中的大多数挥发性有机卤化物(HOVs)是致癌物质,常规的HOVs去除工艺(包括活性炭吸附、氧化、吹脱和生物处理)会出现一些问题,例如有毒副产物形成、污染物被转移进入空气或固相中、原水中微污染浓度的变化或氧化剂的投加等。膜技术(包括真空膜蒸馏和纳滤)避免了副产物的产生和污染物的转移,另外HOVs的回用成为可能。研究表明商业有机纳滤膜对饮用水中痕量的HOVs(如三氯乙烯、四氯乙烯和氯仿)具有较高的截留率,但存在界面化学反应现象,这将影响纳滤膜的使用寿命,因此可考虑采用无机膜或耐溶剂纳滤膜进行进一步的研究。
        3纳滤技术的发展
        微污染水源水的纳滤膜处理将是未来的发展方向。与传统软化纳滤膜相比,新型纳滤膜对无机离子的截留率要低,因此特别适用于处理硬度、碱度低而TOC浓度高的微污染原水。这种纳滤膜的回收率较高(可达85%左右),产品水不需再矿化或稳定,就能满足优质饮水的要求。
        纳滤技术使饮用水的水质方面达到并向更高水平发展。同时,纳滤膜的出现标志着一个膜分离法的新概念:可以按原水中的各种成分的去除程度要求,订做特定分离性质的膜[4]。实际上在饮水处理中最需要研发的纳滤膜应该是:①能够高效地截留水中的消毒副产物前体、天然有机物(NOM)以及农药等有机污染物,以尽量减轻预处理的负担,同时对水中溶解盐分的截留率要小[18];②抗污染或低污染的纳滤膜,特别是能够抵抗有机物与微生物污染的高通量纳滤膜;③此外应研制与开发大型膜组件与膜装置,这将会推动纳滤膜技术在饮水处理中的广泛应用。
        美国自来水协会(AWWA)膜技术研究委员会[18]指出了将来膜技术的重点研究领域:
        ①膜的污染机理,即膜与污染物的界面相互作用,这涉及到膜材料与有机物的特性研究;
        ②有效的膜清洗的机理研究;
        ③建立详细的溶质或污染物的截留率数据库,以便于为工程应用提供信息;
        ④膜浓缩液的毒性研究,这包括常见离子的毒性、高浓度病菌或致突物质可能的危害以及一些污染物如镭、氟化物的商业价值。
        对这些方面的深入研究有利于帮助我们将来设计高效、经济的膜处理水厂。可以预见在将来的50年内,膜技术将会作为一种关键技术普遍应用于饮用水的生产中。
        参考文献:
        [1]王晓琳,张澄洪,赵杰.纳滤膜的分离机理及其在食品和医药行业中的应用[J].膜科学与技术,2000,20(1):29~36.[2]NicollH.Nanofiltrationmakessurfacewaterdrinkable[J].FiltrSepn,2001,38(1):22~23.[3]CynaB,ChagneauG,BablonG,etal.TwoyearsofnanofiltrationattheMéry-sur-OisePlant,France[J].Desalination,2002,147:69~75.[4]许保玖.给水处理理论.北京:中国建筑工业出版社,2000:596-630
        [5]俞三传,金可勇,高从土皆.膜软化及其应用.工业水处理,2000,20(11):10-13
        [6]C.Visvanathan,etal.RemovalofTHMPbynanofiltration:effectsofinterferenceparameters[J].WaterResearch.1998,32(12):3527-3538.
        [7]侯立安,左莉,郭珍珍.反渗透和纳滤工艺对饮用水中致突变物去除的试验研究[J].净水技术,2001,20(4):14-15.
        [8]李灵芝,李建渠,张淑琪.纳滤膜深度处理自来水中有害物质的研究[J].重庆环境科学,1998,20(6):30-35.
        [9]林耀军,肖贤明,傅家谟.纳滤组合工艺对自来水中主要有害物质去除效果研究[J].中国科学院研究生院学报,2003,20(2):238-241.[10]MohamedSiddiqui,GaryAmy,JosephRyan,etal..Membranesforthecontrolofnaturalorganicmatterfromsurfacewaters.WaterResearch,2000,34(13):3355-3370
        [11]王琳,王宝贞.饮用水深度处理技术[M].北京:化学工业出版社,2002,288-292.
        [12]龙小庆,罗敏,王占生.活性炭-纳滤膜工艺去除饮用水中总有机碳和可同化有机碳.水处理技术,2000,26(6):351-354
        13]IsabelC.Escobar,SeungkwanHong,AndrewA.Randall.Removalofassimilableorganiccarbonandbiodegradabledissolvedorganiccarbonbyreverseosmosisandnanofiltrationmembranes.JournalofMembraneScience,2000,175:1-17
        [14]BoireauA,RandonaG.,CavardJ..Positiveactionofnanofiltrationonmaterialsincontactwithdrinkingwater.J.WaterSRT-Aqua,1997,46(4):210-217
        [15]李绍峰,刘伟,黄君礼.NF和RO膜用于饮用水处理的研究[J].南京理工大学学报,2003,27(1):93-97.
        [16]侯立安,左莉,郭珍珍.纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究[J].给水排水,2000,26(2):21-24.[17]PeltierS,BenezetM,GatelD,etal.Effectsofnanofiltrationonwaterqualityinthedistributionsystem[J].WaterSupResTech,2002,51(5):253~262.[18]AWWAMembraneTechnologyResearchCommittee.Committeereport:membraneprocess.JournalAWWA,1998,90(6):91-105
       

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