立升PVC铝合金毛细管超滤膜的应用案例

超滤技术，自来水厂技术升级改造的

最佳选择

文 / 朱春伟，陈清，陈杰（苏州立升净水科技有限公司）

何寿平（金州环境集团股份有限公司）

沈裘昌（上海市政工程设计研究总院）

一、自来水厂在新国标将要全面实施下面临的问题

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，现有的供水行业面临着前所未有的技术挑战，一方面，我国饮用水源大多受到严重污染，并且在今后一段时期内仍将有进一步恶化的趋势；另一方面，生活饮用水的水质标准将大幅提高。2007年7月1日正式实施的《生活饮用水卫生标准》（GB5749--2006）将水质指标项目从先前的35项提高到106项，并且对饮水中的污染物限值作了更为严格的规定。与此同时，我国99%的自来水厂仍然采用混凝—沉淀—过滤—消毒的传统工艺，在新形势下已经不堪重负，难以解决面临的诸多水质问题：致病微生物问题、藻类及藻毒素问题、浊度、消毒副产物问题、出水水质不稳定等等水质安全挑战，迫切需要对传统自来水厂进行技术升级改造。

二、超滤技术在市政供水中的应用优势

膜分离技术代表着未来水处理发展的时代潮流，被称为21世

纪的净水技术。水处理中常用的

膜技术包括微滤、超滤、纳滤、

和反渗透4种。微滤膜对水体中

的悬浮物、颗粒物的去除效果不

错，因不能完全去除细菌和病

毒，在饮用水处理中的应用受到

限制；纳滤膜对有机物的去除效

果不错，但因驱动压力高，运行

费用高，在自来水厂应用不多；

反渗透主要应用在海水淡化、苦

咸水淡化、纯水制造等领域。

超滤技术是近年来在市政供

水方面兴起的新技术，超滤几乎

能够完全去除水体中的细菌、病

毒、致病原生动物，与传统工艺

比较，超滤膜应用于自来水处理

具有以下突出的优势：

1）超滤膜出水水质稳

定，出水浊度几乎不受原水

水质影响，出水浊度通常低于

0.1NTU；

2）超滤膜出水微生物安全

性高，超滤可完全截留水体中的

贾第虫、隐孢子虫、细菌、病毒

等；

3）消毒副产物生成量低；

4）超滤水厂供水规模灵

活，仅需要增减超滤膜组件即

可，适用于任何规模供水量的净

化处理，并且改扩建容易；

5）占地面积小，施工周期

短。膜系统的标准化、模块化与

相对集约化，使传统水厂的施工

周期缩短，占地面积大为减少。

此外，膜的主体设备可灵活

转移，对洪涝、干旱、人为污染

等水质突发事件有较好的应急能

力。因此，与传统水处理工艺相

比，超滤工艺更能确保饮用水的

水质安全性，并且具有绿色、高

效、节能、工艺简便、过程易控

制等优点，是新一代饮用水净化

工艺的较佳选择。

三、立升超滤技术及在自来

水厂技术升级改造方法

1、立升超滤膜的特点

超滤虽然净水效果好，但是

若大规模应用于自来水厂必须具

备如下两个先决条件：1）膜产

品的通量要大，价格要低，从而

接近传统工艺的投资成本；2）

膜产品的跨膜压差要尽量低，耐

污染能力强，使用寿命较长，从

而大幅降低运行费用。

以下结合三个典型的在自来水厂的运行说明PVC合金超滤膜在市政供水处理应用中的特点，结果见图1-图3和表1。

（1）过滤精度高、出水水质好

PVC合金超滤膜过滤精度

高、平均孔径为0.01µm，从图1-

图3 可以看出，出水水质稳定，

出水浊度低于0.1NTU，而且出

（2）低压大通量

PVC合金超滤膜操作压力

低，通量大。从图1-图3 可以看

出，PVC合金超滤膜在一个化学

清洗周期内，运行压力绝大部分

时间处于0.02-0.07Mpa之间。

（3）抗污染能力强

由于PVC合金超滤膜的亲水

性好以及过滤孔径小，PVC合金

超滤膜抗污染能力特别强。上海

某水厂试验的运行表明，PVC合

金超滤膜直接过滤长江地表原

水，通量为90L/㎡•h时，化学清

洗周期超过3个月。在深圳进行

的实验，处理炭砂出水，化学清

洗周期远大于5个月。

2、立升超滤技术在老水厂

升级改造中的应用

结合前面所述，立升PVC合

金超滤膜在自来水厂应用的突出

优势就是出水水质好、能够保证

微生物安全性、运行压力低、

化学清洗周期长，以及投资成本

低。

在老水厂技术升级改造中，

PVC超滤技术可以针对具体的水

厂选择不同的形式，主要有以下

几种方式：

图3　超滤处理引黄河水库水沉淀池出水运行情况

1）采用内压PVC超滤膜，新建膜车间，处理原有水厂沉后水或砂滤后水；

2）采用浸没式P V C超滤膜，改造原有水厂的沉淀池、或者砂滤池为膜滤池；

3）在原有水厂有足够的空间，而水厂原有沉淀池或砂滤池改造为膜滤池需要的工程成本较高时，可以新建膜滤池，直接处理混凝池出水、沉淀池出水或者砂滤池出水。

四、典型工程案例

1、台湾高雄高级净水厂，老水厂改造－新建膜车间

该地区自来水处理存在的主要问题为：近年来源水因遭受工业废水污染，水质急速恶化，净水场无法有效保障水质安全，主要存在混浊度、嗅味、色度、口感差等问题。

自来水公司为改善饮用水水质，推动了该地区自来水水质改善工程计划。该工程总设计供水量为30万m3/d，从表2可以看出，多项水质指标需要进行大幅改善，如浊度、色度、嗅味、硬度、总溶解性固体、微生物、可

同化有机碳等。经过调研以及实际试验对比，自来水公司最终选择了图4的工艺流程，采用的超滤膜为立升LH3-1060内压PVC合金超滤膜组件，系统于2007年3月建成，并投入运营。

该超滤系统出水水质如表3所示，可见，超滤出水在浊度、色度、细菌总数等方面都达到了良好的处理效果。反渗透系统主

要是去除水中的硬度、总溶解性

固体、溶解性离子等等。超滤系

统出水部分进入反渗透系统，部

分直接进入清水池与反渗透出水

进行勾兑，以保证清水池出水有

适度的硬度。

从两年多的运行可以看出，

超滤系统非常稳定，一直保持低

压高通量的运行状态，运行压力

仅为0.05 MPa～0.08MPa。化学

清洗周期平均为4个月，每次化

学清洗后都能恢复到原有的水

平。

2、杨柳青净水厂－新建

水厂

该项目是国家“十五”863

项目“北方地区安全饮用水保障

图5　台湾高雄高级净水厂图片

水质指标单位原水出水要求浊度NTU16～230＜0.2

色度PCU6～153

总硬度mg/L300＜150

TDS mg/L500250可同化有机碳μg/L65050

总菌落数CFU/ ml1061

大肠杆菌群CFU/100ml105＜0.0 Fe mg/L0.1～1.960.25

Mn mg/L0.03～0.190.04

表2　台湾高雄高级净水厂源水水质及处理出水要求