·专栏|“市政饮用水膜处理技术专栏”抢先看
发布时间:2024-06-04 16:07:53 来源:给水排水 作者:本站编辑 浏览次数:

专栏主编:

梁恒 哈尔滨工业大学环境学院院长/《给水排水》编委

芮旻 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司副总工/《给水排水》青年编委

 

饮用水健康一直是人们所关注的焦点。近年来,随着人们对水质要求的提高以及对健康生活方式的追求,膜处理技术逐渐成为饮用水处理领域中一项关键且日益大规模化的技术方法,在确保饮用水达到更高的安全和健康要求等方面起着越来越重要的作用。

 

市政饮用水膜处理技术一般包含微滤、超滤、纳滤和低压反渗透4种技术或其组合,高效且可靠的去除水中悬浮物、细菌、病毒、有机物、特殊离子等有害物质的同时,能够保留对人体有益的矿物质和微量元素,满足人们对更健康的高品质饮用水的需求。据统计,截至2023年底,国内市政供水超(微)滤膜的处理规模为1 500万m³/d左右,纳滤和低压反渗透膜的处理规模为250万m³/d左右,且呈现出一种持续增长的趋势。

 

本专栏从饮用水膜处理技术的工艺原理、材料优化、设计总计、应用运维管理等方面切入,客观揭示该技术在市政饮用水生产中的作用、特点。同时,结合组合工艺的运用、处理效能以及系统集成等方面在国内的实践案例,并综合新材料的研究与开发、工艺效能的评估等,对饮用水膜处理技术的实际应用潜能进行深入探讨。通过本专栏对饮用水膜处理技术介绍,期望能够为业内同行提供更为深入、全面和系统的理解,促进该领域的技术交流与继续进步。

 

本专栏预计分为三期刊登,其中第一期为市政饮用水膜处理技术——超滤;第二期为市政饮用水膜处理技术——纳滤;第三期为市政饮用水膜处理技术——无机膜及其他。

面对污染物种类的日益复杂和出厂水水质要求的不断提高,饮用水膜处理技术也需要持续的优化和创新,以实现水质提升、投资节省、处理高效和运维便利。本专栏旨在成为一个汇聚创新思维的枢纽,共同促进膜处理技术在高品质饮用水处理领域的进步。我们坚信,通过大家的不懈努力和协作,饮用水膜处理技术将更好地保障我们的健康生活,提供更多的安全与便利。

 

仅一个专栏十几篇文章无法全面深入研究论述,但期望通过本专栏对市政饮用水处理膜技术的研究探讨,抛砖引玉,碰撞出更多的更好的思维火花。文章内容难免有疏忽错漏之处,敬请批评指正!最后,感谢所有为本次专栏付出的专家、作者、编辑和工作人员。

 

 

本期专栏刊登在《给水排水》第五期,详细内容将在“给水排水”微信公众号陆续推出,欢迎关注~

 

 

本期专栏文章速览

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通信作者

唐小斌

博士,教授,博导。主要研究方向为水质安全保障与膜法净水原理。

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题目:重力驱动超滤技术处理高浊水的效能及机制研究

作者:郑成志、姜舒、孙国胜、王澳、梁恒、罗娇赢、李圭白、唐小斌

作者单位:广东粤海水务股份有限公司、广东粤海水务投资有限公司、哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司、哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室、黑龙江建筑职业技术学院

摘要:重力驱动超滤工艺(GDM)具有低维护、免清洗等特点,是农村净水的实用技术;然而,季节型高浊/暴雨型高浊给GDM系统稳定性造成了巨大挑战。研究构建了间歇曝气耦合GDM工艺直接过滤高浑浊度水,并探究了GDM工艺长期运行的通量稳定机制和净水效能。结果表明,GDM工艺可在无反冲洗条件下长期稳定运行,且耦合曝气后显著提升GDM稳定通量(38.81%),对UV254、氨氮、高锰酸盐指数的平均去除率分别达62.22%、31.04%、33.86%。间歇曝气可促使滤饼层变得疏松多孔,提升滤饼层内的微生物多样性,强化了生物滤饼层对污染物的降解效能。因此,GDM工艺可有效应对水源水季节型高浊/暴雨型高浊问题。

关键词:重力驱动超滤工艺; 高浑浊度; 生物滤饼层; 膜污染; 农村供水 

引用本文:郑成志,姜舒,孙国胜,等. 重力驱动超滤技术处理高浊水的效能及机制研究[J]. 给水排水,2024,50(5):33-41.

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通信作者

叶宇兵

博士,工程师。主要研究方向为市政给水工程设计与咨询。

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题目:市政给水厂集约型压力式超滤膜设计案例

作者:叶宇兵、李响

作者单位:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

摘要:某工程面对某市政给水厂扩容改造时面临的用地紧张难题,采用管式静态混合器-斜管沉淀池-压力式超滤膜的短流程净水工艺,出水平均浑浊度为0.03 NTU、CODMn为0.91 mg/L,处理效果稳定,供水安全性高。此外,本工程超滤膜系统通过上行下给式布置方案、优化管廊层布置、合理布置各功能单元等措施,有效实现了超滤膜车间的集约化设计,相对面积指标仅为111.15 m²/(万m3/d),节地效果显著,可为面积受限条件下市政给水厂压力式超滤膜车间的布置提供参考。

关键词:超滤膜;集约型;压力式;面积指标;短流程

引用本文:叶宇兵,李响. 市政给水厂集约型压力式超滤膜设计案例[J]. 给水排水,2024,50(5):42-47.

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通信作者

杨 力

教授级高级工程师,主要研究方向为给水工程的咨询和设计。

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题目:超滤膜在北方地区南水北调中线水厂中的应用

作者:张婉竹、杨力、王洋、饶磊、吕德华

作者单位:北京市市政工程设计研究总院有限公司

摘要:探讨了实现高品质饮用水的关键水质指标,分析了北方地区南水北调中线来水的原水特性。结合工程案例,总结了在北方地区南水北调中线水厂中的超滤膜系统在适应南水北调原水特性、满足高品质饮用水标准等方面所发挥的作用,介绍了超滤膜技术的几种应用形式及其设计参数。针对超滤膜技术在北方地区水厂应用中相关问题进行了探讨。

关键词:南水北调;北方地区;超滤膜;高品质饮用水

引用本文:张婉竹,杨力,王洋,等. 超滤膜在北方地区南水北调中线水厂中的应用[J]. 给水排水,2024,50(5):48-52.

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通信作者

夏圣骥

教授,博导。主要研究方向为膜分离技术与原理、饮用水安全保障工艺、功能膜材料制备等。

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题目:超滤工艺运行参数优化研究

作者:廖先涛、王为民、张涛、段冬、刘彦伶、夏圣骥

作者单位:同济大学环境科学与工程学院、北京赛诺水务科技有限公司、上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

摘要:针对超滤工艺处理中运河水的运行参数开展中试,优化过滤周期、膜通量、化学增强反洗加药量及清洗周期4个运行参数,考察不同运行条件对出水水质的影响及膜污染控制效果,从而确定超滤工艺稳定运行的参数。结果表明,超滤系统在60~80 LMH的膜通量、30~60 min的过滤周期能稳定运行;250~500 ppm的反洗加药量能保证不同进水条件下的清洗效果;清洗周期为7 d时超滤系统仍能稳定运行;运行参数调整对产水水质无显著影响。

关键词:超滤;膜污染;跨膜压差;运行参数

引用本文:廖先涛,王为民,张涛,等. 超滤工艺运行参数优化研究[J]. 给水排水,2024,50(5):53-60.

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通信作者

靳天赐

硕士研究生。主要研究方向为膜法水处理、泵及泵站过渡过程及水锤防护。

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题目:浓缩液浓度对浸没式超滤系统运行特性影响研究

作者:彭之辰、曾茜、金桥、靳天赐

作者单位:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、成都市水务局、武汉市水务科学研究院

摘要:为研究浓缩液浓度对浸没式超滤系统运行特性的影响,并优化超滤工艺的回收率,利用3 m³/h的浸没式中空纤维膜中试装置,考察浓缩液浓度不断增加时超滤系统的净水效能和膜污染情况。试验结果表明,随着过滤的进行,浓缩液的浑浊度随着时间近似线性增加,但溶解性有机物的浓度并未显著变化。浓缩液浓度对超滤出水的浑浊度和CODMn无显著影响。当浓缩液浓度较低时(回收率<92%),膜污染较轻;当浓缩液浓度较高时(92%<回收率<97%),由于污染物浓度增加,膜污染显著增加;当浓缩液进一步增加的时候(回收率>97%),由于过滤初期快速形成滤饼层,可以起到二次过滤的作用,且浓缩液中存在的絮体也可以吸附污染物,在二者的共同作用下,尽管可逆污染较大,但是不可逆污染较轻。长期运行中,超滤系统在97.5%回收率下的膜污染甚至比95.0%回收率下更低。因此,控制超滤工艺在高回收率下运行可以控制膜污染。

关键词:超滤;膜污染;回收率;浑浊度;浓缩液

引用本文:彭之辰,曾茜,金桥,等. 浓缩液浓度对浸没式超滤系统运行特性影响研究[J]. 给水排水,2024,50(5):61-65.



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