纳滤技术在直饮水处理系统中的应用

 管道直饮水是“管道优质直接饮用水”的简称，有时也称为“管道分质供水”。直饮水是以自来水或符合生活饮用水水源水质标准的水为原水，经过深度净化后通过固定管道输送，供给用户直接饮用的纯净水。生产优质直饮水常用的水处理技术包括机械处理、活性碳处理、膜处理等。在膜处理工艺中，纳滤以其良好的净水处理效果和适中的运行环境，在近几年得以推广应用 本文将对优质直饮水深度处理工艺中采用的纳滤技术进行初步的探讨研究。

    1.膜处理工艺的比选

    膜技术在水处理领域发展迅速，其机理是利用膜的微孔筛分作用，对水中的污染物进行过滤。在饮用水深度处理中常用的膜技术有微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）和纳滤（NF）等，不同技术对应的过滤膜孔径、操作压力、去除对象及去除能力不尽相同。

    微滤膜的孔径为0.1～2m，操作压力为0.05～0.3MPa.其主要处理对象是细小悬浮物、微生物、微粒、细菌、胶体等杂质；通常作为纳滤、反渗透等深度处理的预处理。也可作为活性炭过滤的后处理。

    超滤膜的孔径为0.002~0.1 Ixm，操作压力为0.040.4 MPa，其主要处理对象是水中的部分大分子有机物、悬浮物、胶体和细菌等。超滤技术具有设备简单、操作方便、水通量大、工作压力低和回收率高的特点。但是，超滤技术对盐没有去除效果，对有机物的去除率明显低于反渗透和纳滤技术。此外。在对直饮水龙头检测的总合格率（检测指标包括水浑浊度、铅含量、细菌总数）比较中，超滤设备的合格率（不合格指标主要是细菌总数）最低，这可能是由于超滤膜孔径比较大，可被细菌利用的部分生物可降解溶解性有机碳可以通过超滤膜，为水质微生物在管网中繁殖提供了条件。

    反渗透过滤膜的孔径小于0.001m，其截留性能最好，因此得到了广泛的应用。反渗透膜能截留水中大多数的溶解性离子，出水为纯水或超纯水，但是，其在去除有机物和杂质的同时，也将一些对人体有益的无机离子和矿物质去除，因此， 水并不是现代意义上的健康饮用水。此外，反渗透技术的运行压力高达1～10 MPa，能耗相当大；其产水率比较低，通常浓水与纯水比例为1：1，甚至1：1.5。南此可见，反渗透技术可作为优质直饮水的深度处理工艺。纳滤膜的性能介于反渗透膜和超滤膜之间，孔径为0.00140.5 m，操作压力为0.5～1.0 MPa，其膜表面分离层具有纳米级微孔结构，可以去除直径为1nm左右的溶质粒子。纳滤技术处理对象广泛，不但可以有效去除细菌、病毒、寄生虫、硬度、色度，还能有效去除水中的致突变性物质和总有机碳，且纳滤处理过程中不产生副产物，处理单元体积小，易于自动化控制，pH适用范围广。

    去除水中有害物质的同时，适当保留对人体有益的物质（如某些微量元素）是深度净化T艺选择的基本原则和出发点。纳滤分离技术因其本身不产生“二废”，待分离的溶液成分在分离过程中无相变，不会破坏生物活性。能量消耗低，装置结构简单紧凑，对相对分子质量较低的有机物和盐有很好的分离效果等优点，在优质水制备、医药、食品等许多方面有着广泛的应用前景。

    2.直饮水纳滤处理技术的应用

    传统水处理丁艺以去除水中的悬浮物、胶体颗粒物为主，但是对受污染水源溶解性有机物的去除能力则明显不足。特别是加氯消毒后形成的物质及其前驱物，更是常规艺方法难以处理的。在饮用水常规处理艺基础上二研究的直饮水纳滤深度处理技术，以去除水中溶解性有机物、无机物和消毒副产物为目的，可有效地保证和提高直饮水水质。

    纳滤深度处理系统中活性炭过滤器的作用明显，主要体现在对余氯和有机污染物的去除上，此外，活性炭对氯甲烷和四氯化碳的去除效果也很好。

    纳滤膜可以去除水中相对分子质量小于500的小分子有机物，总盐类的去除率在90％左右，尤其对二价离子的去除更彻底。纳滤膜结合活性炭单元后，去除水中有机物及盐类的效果更明显。此外，选择经济合理的消毒设备。结合活性炭过滤艺，不仪可以有效去除水中细菌，而且还可以将活性炭表面滋生的细菌去除。

    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，水回收率较高（可达85％左右）。所生产的直饮水不需再进行矿化或稳定，就能满足优质饮用水的要求。纳滤处理技术使饮用水在水质方面达到要求并向更高水平发展，已被国家列入“21世纪水计划”。为了能尽可能地去除饮用水中的全部有机物，同时保留部分无机物，提高去除有机物纳滤膜的利用率，是纳滤技术发展的重要方向。