无机膜微滤制备饮用净水

无机膜微滤制备饮用净水摘要：活性炭纤维吸附可以有效去除自来水中低分子有机物；无机膜微滤可除去悬浮物、色度、细菌等，对苯也有部分去除效果，两者相结合的联用工艺可有效去除水中有害杂质，出水满足饮用净水要求。无机膜采用化学法再生，活性炭纤维采用高温蒸汽再生。关键词：饮用净水；活性炭纤维；无机膜1前言随着人们生活水平的提高和健康条件的改善，对水质的要求也越来越高，为解决目前常用的水箱供水存在二次污染问题，出现了变频供水及分质供水技术。针对当前纯净水与天然水的争论，上海市颁布了地方饮用净水标准（DB31/97-1997），2000年建设部发布了饮用净水水质标准(CJ94-1999)，这些均反映了我国在水质指标方面向世界先进水平接轨的努力。无机膜是二战时期发展起来的，最初用于铀同位素的分离，1970年后转入工业应用，1990年后无机膜的应用领域日益扩大到食品工业、环境工程、生物化工、高温气体除尘等领域。自1984年以来，以无机膜为主体的过滤体系就已在水工业实践中应用[1]。南京工业大学膜科学与技术研究所一直致力于陶瓷微滤膜用于饮用水净化的研究。试验证明，以无机膜微滤为主体的净化设备，出水满足饮用净水要求，可以用于自来水的深度净化，或作为小型水厂的替代，净化微污染原水。2研究内容南京某化工厂的水源受到有机物的污染，自来水带有明显得异味，经分析表明，自来水中的污染物主要是直链烷烃和芳烃。本研究的目的是建立合适的处理工艺，去除自来水中的低分子有机物，使饮用水达到国家标准，研究的主要内容为：除去水中的胶体、悬浮固体和菌体，烃类等有机物降低到很低的水平，净化水无异味，尽可能保留天然水中的矿物离子。3试验装置及分析方法3.1试验装置及方法小试装置包括吸附和无机微滤膜组件两部分（实际应用时在加消毒装置），吸附柱填充14克活性炭纤维，无机膜组件长20厘米，单管，膜孔径0.3微米。3.2分析方法苯的微量分析采用上海分析仪器厂501氢火焰气相色谱法，浊度HACH2100N浊度仪，色度采用标准铂钴比色法，水质全分析方法参照国家饮用水检测标准进行。4试验结果及讨论4.1无机膜净化效果及分析水处理过程中涉及的病原微生物均在几个微米以上，如内变形虫孢囊在10～20μm，贾第虫在10～12μm，隐孢子虫在4～6μm，伤寒杆菌0.7×（2～4）μm，痢疾杆菌0.6×（1～3μm）μm，霍乱弧菌在0.5×（1～1.5）μm，大肠杆菌在（2～3）×（0.5～0.8）μm等[2]，膜分离是一种在某种推动力作用下，利用特定膜的透过性能，分离水中离子、分子和杂质的技术，研究中采用的0.3μm无机膜，其单独对地表水的净化效果见表1。无机陶瓷膜对地表水的净化效果表1收细菌总数楼（仆个阳/犬毫升）歇总大肠杆菌数简(邪个借/跨升壶)拌色度环(穴度事)瞒浑浊度农（屡NT钩U赖）替肉眼可见物烟地表水旱74000朱3乘15悄30疫有糖陶瓷膜净化水便<10蕉<3扑<5挠<1吊无注：安徽省卫生防疫站检测结果表中可见无机微滤膜对细菌有显著的截留效果，对色度和浊度去除效果较好。日常检测浊度长期保持在0.1NTU左右。这主要是因为细菌及产生色度和浊度的物质都是大分子物质或颗粒，物理截留作用即可去除。雹无机膜对苯的筐净化效果见精表铸2毯。原水采用自班来水加苯配制业，苯含侨量扭154pp刮m眠。锯无机膜对苯的睛脱除效押果榴荒贿喇桨机弟表胁2耕时间（分钟）日14费30嘱45赌74疾135华净化水苯含量亚（坐pp熔m煌）食74馆108呢96凡67.5微49.1便脱除率（％）弯52仅30勇38凳57联68荷可见无机膜对筒苯有一定的截膀留效果，这有艘两种原因，一子是膜的孔径分勾布由小至大，篮有一个范围，帜苯通过大孔透等过，而被小孔掀截留，二是苯外可以吸附于膜倒的毛细孔填壁位拐，先附着的苯国分子部分排斥省后来通过的苯租，因而表现为阅一定的截留效狐果。但单独用汉无机膜微滤达夏不到对滔苯的去除要求者。前4.2段燃活性炭纤维吸贡附与无机膜微叨滤净化效果励活性炭纤维润（跑FA增C母）是一种高性逐能的吸附剂，峰与颗粒活性炭痕（采GA指C悬）相比具有吸浴附容量大，对南水溶液中的有彻机物、无机物显、贵重金属离俭子的吸附量猴比躲GA喉C兔高太5咐～丹6粱倍，一般对苯丹系物的吸附容置量可殖达宰3缩0台％（重量比）诸以上，对微生多物和细菌有优飞良的吸附能力久；吸附速度快叨，可很快达到饱平衡。另磁外携坐，寨FA付C暑再生容易，脱奴附速度快，洲用狡12驻0场～退150柄○耐C论的热空气或过血热蒸汽再多生餐1棕0势～乏3敏0幅分钟即可再生贫完全，再生次浊数可达一万多械次。密采贱用特FA爸C男吸附低分子有绪机物，与无机暑膜微滤相结合帝，优势互补。东组合工艺的净皇化效果见露表瞎3斯。贩活性炭纤维与盈无机膜微滤相舒结合的净化效需果询友彼夹聋表趁3纪苯组（斤pp厦m垦）左挥发酚类谁（爬pp监m果）替氯仿术（葡pp刘m指）爆进水劝52.0魂42.4撤74.2秀净化水白（脉FA诉C锡吸附时烤间归1闻0贷秒）三3.19经13.5专12.9钞截留确率约1愁（％）琴93.9暮68.2供82.6终净化水株（险FA双C代吸附时树间愈15枕6窃秒）赛未检出扩<0.002信2.04探截留特率设2故（％）库100蛇>99.99支%剂94.6糊注：进水以自脏来水加苯、苯稻酚、氯仿配制印，搅拌混狂合弄3叙0堵分钟后使用。磨陶瓷膜操作压悼力朋0.175M喉P帮a针，渗透通托量府484L/m汁2汁·h骑r异，运引行抚6廊0均分钟后取样送竖检。枪由于自来水中位氯仿类物质一饶般狼在仗0.1pp食m疗以下，因此钟，泰FA章C纷吸附与无机膜雨微滤相结合的弃工艺对低分子洁有机物的去除唇效果是满足要扮求的。另外房，章FA往C酿吸附还降低了率膜的污染，使胡膜的通量不致嫌下降很快。连4.3FA赵C序再生和膜的清翻洗纠FA畜C故再生采用高温灌蒸汽，要求食龄品级净化度，翅将翻0.8MP停a谱，慧170课○油C穴龟饱和蒸汽减压隔至贝0.2MP野a宴，彩120州○天C清再肉生里1头小时，吸附容作量恢复大凭于瓜9非9表％。诵膜清洗采用酸状碱交替清洗法般。配脉制辈5穴％硝酸鱼和惠5饥％胳NaO佩H识溶液，碱欺洗盟1像小时，清水漂巧洗房5虾分钟，酸僚洗参1棋小时，再用纯丛净水（过滤水面）漂洗管路及腊膜组桥件扒4否0开分钟。化学清乔洗可恢复通量顺到新膜纯水通雾量主的便7漆0病％，且重复性淡好。罢5血殖实际运行效果留根据以上研究佳结果，确定底了歼FA脚C如吸附与无机膜份微滤组合工艺替，设计建立墓了匀0.花5篮～厉1.政0智吨滤/秃小时的净水装丝置投入使用，鸣装置可以在线晃清洗再生。卫众生防疫站的检史测结果如孕表到4全所示。铸橡功纷拆无机膜净水装佛置检测结翻果祝汤收轧状表在4眉检测项目碧自来水疏净化水逃饮用水国标往饮用净水标准李评价月色度（度）给<5器15翼5格++沫浑浊度衫（萌NT叮U干）酷<0.1铅3书1糠++潜锌振（梨mg/拨L校）俘0.23澡0.086曾1迎1.0疮++舒铜迹（忆mg/要L勉）养<0.2副<0.2温1狮1.0芽++昆铝殊（恭mg/鬼L仆）巩0.017诞0.015斑0.2欺++您镉艘（展mg/揭L纪）志<0.000筐5状<0.000导5恰0.01罪0.01财++扫六价铬骂（枯mg/汽L扮）撑<0.004艳<0.004雹0.05韵0.05略++只铅增（愤mg/外L兄）惧<0.005寺<0.005批0.05屡0.01申++啄好氧柜量贷O割2惧（世mg/计L折）紧1.42抬1.27该4补2狼++奶苯执（抄mg/腔L嘴）杆<0.01庄<0.01摇++捆细菌总数（掏个保/m锤l粮）亚1536裁6象100冒50轧++华总大肠菌群（内个跌/梢L刊）折<3晚无检出部<3脆0造+雅霉菌（沟个素/m免l蓝）鸦<1楼<1扩金属离子总数爹<0.456雹5缴<0.310千5芽金属离子的去课除率埋<3多2拥％未细菌截留率余99.6%膨注：日本饮用羽水标准中，侦苯私0.01mg熔/多L眯。嗓+摩+爱表示优于饮用棉水国标和净水话标准哲，忘+筋表示优于国标瓦而和净水标准蔬一致。惊结果表明冰，傅FA肾C甘吸附与无机膜颗微滤净化装置灿，出水满足饮拘用净水标准，午并尽可能保留茶了矿物离子。渔可应用于直接霉饮用的管道供膜水或灌装水。6结语层活性炭纤维吸钓附可以有效去绸除自来水中低博分子有机物，徐无机膜微滤可晴除去悬浮物、厘色度、细菌等鸟，对苯也有部掀分去除效果，京。两者相结合迅的联用工艺可碑有效去除水中临有害杂质，出身水满足建设部繁饮用净水要求办。无机膜采用为化学法再生，包活性炭纤维采优用高温蒸汽再袜生。参考文献：败1Reme冒shR.巩Bhave帆Inorga间nicMe搁mbrane价sSynt骗hesis,附Chara板cteris酒ticsa摸ndApp课licati肾onsV.寿N.R.孕NewYo受rk199拾1奉2Grau堡n截G村。态F络。有Isola秧tiona夸ndide饲ntific堂ation韵ofgia斤rdiac冶ysts,努crypto蜂sporid荐iumoo夏cysts迟andfr诊eeliv适ingpa献thogen滴icamo博ebaei齿nwate婚retc.书HMSO,注UK,1雀98离9鸽。桃Inorga塘nicme明mbrane拍micro中filtra紧tiont脖oprod气ucepu炉repot帆ablew剥ater煮Abstra皇c谦t竹：耻Fibre材activa兰tedca冶rbon(裕FAC)c党anads披orbsm撒allsi闭zeorg席anicm咐atter祥effect扁ively,突while饱inorg嫌anicm野embran笑emicr糠ifiltr略ation训canre解moves构uspend括edsub铃stance脸s,col旋or,ba缩cteria惩etc.婶anda勉lsobe护nzene蛇tosom清eexte赶nt.Th夏eproc挣essth富atcom已bined亲twoof另them勇canpr丛oduce故potabl吐epure诸water幼that毛accord据with箭newna狂tions冷tandar斜dofp除otable慈pure吊water,禽andr诵emoved考al