黄游：超滤技术在水处理领域的研究进展

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子量溶质的混合液中各组分实现分子量分级；⑤ 设备体积

小，结构简单，易于操作、管理及维修；⑥投资及运行费用

相对较低

[3]

。

2 超滤技术在给水处理中的应用

近年来随着膜的生产技术水平的不断提高，超滤膜的生

产成本随之降低，这为超滤水处理技术的开发应用奠定了基

础。超滤技术最初用于化工和医药行业，20世纪80年代开始

用于饮用水处理。自1988年得利满在法国Bernay建设了世界

上第一座市政供水超滤膜水厂(规模为2 300 m

/d)后

[4]

，被

誉为“第三代城市饮用水净化工艺“的超滤技术不断的发展，

新型超滤膜材料的不断开发，膜质量的提高和膜制造成本的

降低，超滤膜处理技术作为一种新型、高效的水处理技术，

在给水处理领域中呈现出了广泛的应用前景。近年来，超滤

技术在我国应用于自来水生产也有所发展，2005年5月苏州

市木椟镇1座l×10

/d的超滤自来水厂投入运行，这是国

内第一座采用超滤技术的自来水厂。

2006年6月佛山市新城区优质供水工程正式投入使用，

根据规划分为三期建设，首期规模为5000m

／d，中期规模

为25000m

／d，远期规模为50000m

／d。根据其原水水质和

健康的水水质要求，该厂采用先进的“活性炭+浸没式膜超

滤”深度水处理工艺，出厂水的水质达到欧美发达国家的水

质标准，可以直接饮用

[5]

。

海南省三亚市南滨农场自来水厂于2005年4月建成投产

[6]

，设计净水规模l000m

/d。实际达到l000m

/d．供水服务

人口8000人。基本的运行方式为水井水直接经过超滤膜净水

设备无须投加混凝剂等预处理。由于该自来水厂属于规模较

小的工程项目，传统水处理工艺设施复杂、人均投资大，实

施难度较大。而采用超滤净水工艺可通过组件增减调节，可

以大大降低吨水投资。但最大的不足之处是膜的更换频率较

高，一般为4～5年。

3 超滤技术在废水回用中的应用

3.1 作为反渗透的预处理

在一些对回用水水质要求比较高的场合，如对回用水中

的盐分等污染物有严格限制的地方，常需采用反渗透工艺来

对废水进行最终的处理。但是，反渗透技术成功应用的关键

在于良好的预处理工艺的选择，以保证进入RO膜元件的水质

符合要求。为了避免RO膜元件的污堵，要求RO进水污染指数

FI≤4、浊度≤0.2NTU

[7]

。超滤作为反渗透的预处理在废水

回用处理领域有着广泛的应用，如当前流行的双膜法技术

(超滤+反渗透)就常被用来对废水进行回用处理，出水可用

作循环冷却水的补充水或生产工艺用水。

超滤主要从水中分离悬浮物、胶体物质、细菌、病毒、

微生物和大分子有机物。超滤做反渗透的预处理相比传统的

机械过滤、石英砂过滤、活性炭过滤有如下优点：过滤出水

水质显著提高；占地面积小，运行自动化程度高，操作方便，

运行稳定；减少了化学药剂投加量；反洗水更容易处理；低

压过滤和低压反洗，能耗低；减少反渗透系统的投资和运行

费用。

燕山石化采用超滤+反渗透的工艺对炼油废水进行回用

处理，超滤出水的污染指数SDI大多数情况下能保持在2.5

以下，保证了反渗透的稳定运行，该系统的反渗透膜正常情

况下只需3～4个月进行一次化学清洗

[8]

。超滤作为预处理有

效的延长了后续反渗透膜的使用寿命，减少反渗透膜清洗周

期，减少反渗透膜阻垢剂、杀菌剂等的用量，降低反渗透系

统运行成本，提高反渗透膜的出水通量。

3.2 作为膜生物反应器

膜生物反应器(membrane bioreactor，简称为MBR)是指

将膜分离单元和生物反应器有机结合的一种新颖的废水处

理系统，它把膜分离工程与生化处理工程结合起来，以膜分

离装置取代传统生物反应器中的二沉池，从而取得更为高效

的废水处理效果以及固液分离效果。膜生物反应器的出水水

质在很多场合已经能够达到回用水的水质要求，可不经进一

步的深度处理直接进行回用。另外，膜生物反应器可省去二

沉池，排泥周期长，操作简便可控、膜片的使用寿命可达3

年以上。

在膜生物反应器中，超滤膜除了能起对废水处理出水进

行膜分离处理以去除废水中残留的悬浮物、胶体类物质和有

机大分子物质以外，另外一个重要功能在于超滤膜的高效截

留作用可使微生物完全截留在生物反应器内，实现了反应器

水力停留时间和污泥停留时间的完全分离，在生物反应器中

形成8000～12000 mg/L的活性污泥浓度，从而大大提高废水

处理效率并使运行控制更加灵活稳定，是国际上最先进的污

水处理技术之一，也是我国重点扶持的中水处理回用和节水

新技术之一。（下转第101页）