1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

超滤技术在给水厂中的应用

摘　要：随着环境污染问题日益严重化以及《生活饮用水卫生标准》对饮用水水质各项指标要求的日渐严格化，传统水处理技术已经不能满足我们的需求，发展以超滤技术为代表的新型水处理技术便尤为重要。通过对超滤技术概况及其工程应用的介绍，分析了超滤技术作为一种膜分离技术的发展局限及其市场前景。

关键词：给水厂, 超滤技术，膜分离技术，应用

Application of Ultrafiltration Technology in Water Supply Plant

Abstract :With the increasingly serious problems of environmental pollution and the strict requirements of the Standards for Drinking Water Quality concerning the indicators of the quality of drinking water，traditional water treatment technology has been unable to meet our needs，so it is necessary to develop a new type of water treatment technology represented by ultrafiltration technology.This paper analyzes the limitations in the development of ultrafiltration technology and market prospects by introducing the basic fact of ultrafiltration technology and its engineering application．

Key words :water supply plant，ultrafiltration technology，membrane separation technology，application

1 前言

近年来，我国水环境质量严重恶化，传统给水厂处理的饮用水已经无法满足人们的生活需要，因此进一步的深度处理就成了一种必然的发展趋势。在新形势下，第一代水处理工艺（又称常规工艺，主要工艺流程为混凝 沉淀 过滤 氯消毒）面临着生物安全性与化学安全性问题，第二代水处理工艺面临着生物安全性问题^[1]。饮用水的安全倍受人们关注，与之相关的深度处理技术随着社会的发展也面临着各种巨大的挑战。超滤作为一种膜分离技术，是目前水处理领域研究的热点之一。超滤对去除水中微米级的颗粒优于常规水处理技术中的过滤能力，而且还具有去除过滤所不具备的纳米级微粒的能力，符合饮用水水质不断提高和工业给水预处理的要求，有效地保证了饮用水的安全性。

2 超滤技术在给水处理中的运用现状

近年来，随着超滤膜价格的不断下降和运行经验的不断积累，在我国城市净水厂中 的应用越来越广，超滤水厂在数量和规模上均呈现逐年增加的趋势^[2]。它具有占地面积小、出水水质稳定、自动化程度高等特点，能有效去除水体中的悬浮物、胶体、细菌、病毒和大分子有机物，在老水厂升级改造和新水厂建设中得到越来越广泛的应用^[3]。超滤膜的材料又可以分为有机高分子材料和无机材料两大类，有机高分子材料主要有醋酸纤维素、聚丙烯、聚酰胺和聚砜，也可采用聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯。无机材料主要有陶瓷、金属、玻璃、硅酸盐以及碳纤维^[4]。根据超滤膜前处理工艺的不同，分为简单、常规和复杂预处理的超滤净水工艺。

2.1简单预处理的超滤技术

简单预处理的超滤技术，是指原水经过简单处理之后直接进行超滤的净水技术。相较于常规净水工艺而言，其省去了过滤，有时甚至可以省去沉淀，这样一来，处理流程就明显缩短了。原水经过预氧化或混凝等简单处理后直接进入超滤膜过滤，同时在池子内完成浓水回收和污泥浓缩，之后再加入消毒剂进入清水池。

简单预处理的超滤技术中水中的微生物及絮凝体等都依靠超滤膜去除，因此该处理工艺具有流程短、占地面积小和运行管理方便的优点。

南通的芦泾水厂原水取自长江，水质较好，水中微生物含量较高。该水厂采用混凝 超滤的净水工艺，运行简单，出水水质良好。低通量、低跨膜压差、同一膜池内分单元运行的运行方式对减轻膜污染具有良好的效果^[5]。

2.2常规预处理的超滤技术

常规预处理的超滤技术，是指原水经过混凝、沉淀、过滤等处理之后再进行超滤的净水技术。与进行简单预处理的超滤技术相比，这种工艺流程对水中有机物的适应性更高，主要用于原水浊度波动性较大，水质复杂的水厂建造。

东营南郊净水厂水质改善工程为我国首座十万吨级日供水的浸没式超滤膜净水厂，为超滤水厂的设计、施工、调试和运行积累了非常重要的经验^[6]。水厂正式投产五年来，运作良好，出水水质达到了国家饮用水卫生标准的106项要求^[7]。

2.3复杂预处理的超滤技术

目前，我国很多地区都存在水源污染的情况，当常规处理不能满足我们的要求时，需要对原水进行复杂预处理以此来确保水质安全。复杂预处理包括了臭氧活性炭滤池、炭砂滤池、曝气生物活性炭滤池等等。在复杂预处理的超滤技术中超滤的作用是拦截出水中可能存在的微生物，确保了出水水质的达标。与进行其他预处理的超滤技术相比，经过复杂预处理的工艺出水水质显然更能得到保障，膜污染也更轻，但也存在着占地面积大、运行成本高的缺点。这种工艺一般用于水中有机物或微生物含量高的场合。

无锡中桥水厂原水取自太湖，在常规水处理工艺后增加了臭氧活性炭与超滤系统。水厂出水水质全面达到且部分优于《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。尤其是对藻类细菌等有很好的去除效果，几乎能完全去除藻类、细菌和”两虫”，极大提高了饮用水的生物安全性^[8]。

3 超滤技术在水厂运行中现存问题及分析

3.1能耗较高

和传统的水处理工艺相比，超滤技术的驱动压力高于普通滤池，并且需要频繁的进行水力清洗和化学清洗，导致了能耗的增加。北京第九水厂应急改造工程采用了”混凝 超滤”工艺，以12台37kw功率抽吸泵作为过滤动力,能耗为0.041kw#183;h/m³，相对于其采用传统工艺的三期综合池的0.013kw#183;h/m^3[9]。因此，在使用超滤技术的时候要注意能耗问题，比如一些地区采用重力流虹吸出水的运行方式来减少能耗^[10]。

3.2膜污染问题

膜污染在一定程度上使膜通量下降，同时也增加了运行能耗，而且还改变了膜对一些污染物的去除效果，使超滤技术的发展受到了一定局限。乌鲁木齐红雁池水厂为恢复下降的膜通量，以7到15天的周期进行化学清洗，消耗次氯酸200mg/L，每隔4到6个月还需要进行恢复性化学清洗^[11]，超滤的成本也相应上升。因此，针对不同的原水水质，需要充分考虑超滤组合工艺、操作运行方式对膜污染的影响，使膜污染降到最低。也有研究发现，离子浓度对膜污染有着不同作用，在低离子强度范围内能够增加膜污染，而在一定范围内却降低膜污染^[12]。目前，国内外对膜污染的防控思路分为三类：一是改变原水的特性；二是采用科学的超滤方法；三是改善超滤膜本身的耐污染性。

3.3膜系统受温度影响较大

水温较高时，水的粘度最大，如果通量保持不变，则会造成TMP以及膜阻力系数大幅度上升，导致反洗膜通量迅速下降。水温较低时，膜壳内存水可能会因为低温结冰对膜丝造成一定的伤害。因此，有必要采用不同工艺开发新型耐热耐寒膜品种，减少膜系统因温度变化幅度过大而产生的不良影响。

3.4部分有机污染物难以去除

超滤膜无法对溶解态有机污染物有效去除，如耗氧量、UV 254 、氨氮等。因此，我们需要针对水中可溶性有机污染物开发以超滤技术为核心的处理工艺，提高超滤膜技术的处理效果。改进现有膜组件生产工艺，优化膜系统配置技术及操作条件，提高产品质量和产量。

4 超滤技术市场前景

目前，我国已建城镇水厂中大部分为第一代净水工艺，出水水质达不到新国家标准的要求，大部分的水厂净水工艺急待升级改造；另外，随着水源污染问题和二代净水工艺安全性问题被人们关注，大部分水厂迫切需要增加深度处理单元。用超滤取代常规工艺中的过滤单元或沉淀单元，提高了出水水质的同时，还提高了出水水量；另外，可充分利用原工艺中的沉淀和过滤空间，不再增设新的净水构筑物，降低建设费用和后期运行费用。因此，超滤技术在水厂净水工艺升级改造中具有广阔的应用前景。

2005至2010年期间全球处理量超过1万吨/天的超滤膜产品在净化水质方面的应用占据了大概40%以上的份额^[13]。根据中国膜工业协会依据近几年膜工业经济建设的需求分析预测:2015年，我国对膜的市场需求可望超过200亿元，将占到世界总量的10%～15%^[14]。

在经过前期投入后，我国有机分离膜市场得到了迅速的发展。而超滤膜作为目前为止最有效的水预处理方法，在国内市场的需求开始迅速增长。虽然相对于反渗透膜强大的市场占有率，目前超滤膜还没形成较大占据局面，但是在近年来超滤膜开始翻倍增长，进入发展的关键时期。在我国，采用膜技术净化饮用水的项目逐渐增多，未来这些项目必定使超滤膜市场份额排名领先。

超滤膜技术在MBR、废水回用及海水淡化预处理这3个领域的应用上平分秋色，各占据约20%的市场份额^[15]。然而，目前在中国，超滤膜在废水回用领域占据着更大的市场份额，在国内市场，超滤技术已在化工、钢铁，电力等工业废水处理领域有较多应用。随着经济社会的发展，大规模废水处理工程将越来越多，为超滤膜技术开辟了广阔的市场空间。近几年我国进入严重缺水期，水质污染也逐渐成为我国城市安全供水的最大障碍。城市生活污水处理和中水回用将成为解决未来城市水资源危机的有效途径之一。因此超滤膜在未来市政污水处理市场将会具有广阔的市场空间。

5 结语

随着膜技术的发展进步以及膜价格的逐步降低，用超滤技术在一定程度上取代传统的深度处理单元已经逐渐成为现实^[16]。但仍需要在膜组件、膜系统的自主研发上多投入人力和财力。通过开发新工艺来解决超滤膜在运行时需要更加严格的原水水质要求、膜污染导致的膜使用寿命缩短等问题，增加膜品种，提高膜技术应用的工艺设计、系统成套能力，提高产业化程度，严格控制工艺参数。这样，就能使超滤膜技术在饮用水处理的过程中得到更为广泛的发展，使饮用水处理的出水水质得到进一步提高。

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