一方面原水受到日益嚴重的污染,另一方面人們對飲用水的水質(zhì)要求越來越高,隨著膜分離技術(shù)的提高,膜軟化工藝日益受到重視。盡管建造費和運行費比石灰軟化要高,但膜軟化能生產(chǎn)飲用水,即使未來的水質(zhì)標準進一步提高,膜法仍能滿足要求,膜軟化的優(yōu)勢相當明顯。膜軟化 能處理不同水質(zhì)的原水,能按照人們的要求生產(chǎn)各種質(zhì)量的飲用水。石灰軟化處理不能滿足未來的 需要,在建造水廠時,從長遠考慮應選擇膜技術(shù)。但目前膜的價格較貴。隨著膜的價格降低,膜軟化將得到廣泛應用。一些高硬度的水還含有高色度和高天然有機物含量,對這些原水水質(zhì)較差而軟化就要考慮采用膜軟化,膜軟化的同時對色、總有機碳、三鹵甲烷的前提物(THMFP)也能有效的去除。膜軟化適用在進料水質(zhì)餃差而軟化水質(zhì)要求較高的領(lǐng)域,膜軟化具有不需再生、無污泥產(chǎn)生、*去除有機物、操作簡單、占地面積少等優(yōu)點,是其它軟化工藝所不能比擬的。常用的膜技術(shù)包括電滲析、納濾和反滲透。
反滲透在進行軟化時,能將水中的全部鈣鎂離子基本去除,*軟化的水飲用會對人體健康不利。在采用反滲透軟化時,一部分水繞過反滲透裝置,另一部分進行膜處理,然后將兩部分進行混合,兩者的比值稱為混合率。通過調(diào)節(jié)混合率,使出水硬度到達期望的值。在美國佛羅里達州的 兩個農(nóng)村地區(qū)在對井水軟化時采用反滲透膜時,采用混合法。這兩個反滲透膜分離水廠主要差別在 兩地的井水水質(zhì)和出水水質(zhì)目標。A地使用較低硬度和總?cè)芙夤腆w淺的含水層,且出水水質(zhì)要求較低。因此允許更大的水繞過,混合率高,減少了制水成本。兩水廠有相近的年運行費用,但A水廠有更高的產(chǎn)水量。第三種情況是采用低壓力的軟化膜,這一軟化膜足以軟化水、去除消毒副產(chǎn)物、降低總?cè)芙夤腆w、去除所有的色度符合飲用水水質(zhì)標準。由于更低的壓力,膜的出水硬度較高,則混合率也更低??偺幚碣M用和前兩種接近。利用更低的混合率,更多的原水經(jīng)過膜處理,能更好控制三鹵甲烷的前提物。
電滲析在膜分離領(lǐng)域占有重要地位,在一些地方是飲用水的主要生產(chǎn)方法。在用電滲析降低水的硬度時,應重視預處理工藝,首先要加堿性藥劑去除水中的部分非碳酸鹽硬度,使預處理后水的硬度基本達到飲用水的要求以減少膜表面結(jié)垢。在預處理中,還要降低水的濁度和色度,滿足電滲析的進水水質(zhì)要求,減少膜污染,延長膜的壽命。在電滲析中,不要去除水中全部的鈣鎂離子,*軟化的水并不適合飲用,通常飲用水的硬度在170度對人體是的。為防止電溶析膜上結(jié)垢,電滲析可用頻繁倒極的工作方式,排放的極水可用堿液加以中和處理。電滲析屬深度處理技術(shù),降低硬度的同時,也可降低水中的溶解性總固體含量。
納濾膜屬于有機高分子納米技術(shù),飲用水的軟化處理。納濾膜具有松散的表面層結(jié)構(gòu)。由于膜內(nèi)氨基和羧基兩種正負基團,對低濃度的鹽類有很高的去除效果,可在較低的壓力(0.5~1Mpa)下實現(xiàn)較高的水通量。納濾膜的總鹽類去除率在50—70%,對Ca2+、Mg2+和SO42+的去除率特別高,在凈水處理中適用高SO2+含量的水的軟化,納濾又保留了人體所需的無害的納鉀等鹽分。納濾進水要求幾乎不含濁度,一般要求進水的SDI≤3,故比較適合用于硬度高的地下水軟化處理,由于納濾去除大部分的硬度,出水會對管網(wǎng)產(chǎn)生一定的腐蝕。在膜處理后,對后續(xù)處理要重視,要進行氯消毒,二氧化氯、硫化氫等氣體的去除,控制腐蝕。
膜軟化過程應根據(jù)不同進水水質(zhì)、對產(chǎn)品水質(zhì)和水量的要求等,選用不同的軟化膜組件,確立操作工藝流程和參數(shù)。膜法軟化的預處理要求嚴格,通常要經(jīng)過預沉淀、粗濾、精濾等多道預處理工藝。針對高硬度造成CaCO3過泡和易在納濾膜運轉(zhuǎn)時形成結(jié)垢趨勢,由于建造方使,全自動,管理方便,同采用石灰軟化的水廠相比,膜分離水廠能提供較好的水質(zhì),膜能去除賈第鞭毛蟲、隱 泡子蟲、放射性核素、硫、氮、金屬、大部分有機致癌物。隨著飲用水中出現(xiàn)的氯化消毒副產(chǎn)物和隱孢子蟲等水傳播細菌,膜軟化方法更是優(yōu)選的方法。膜凈化水廠主要為小水量的,但目前膜軟化 的zui大產(chǎn)水量也可達到每天幾萬噸。
各種軟化處理方法各有特點,軟化處理受多種因素影響,石灰藥劑強化混凝法預處理簡單, 但出水水質(zhì)不如膜軟化好且管理較繁雜,離子交換軟化法和膜軟化對預處理要求嚴格,費用也較高。 若膜軟化法沒旁路使出水水質(zhì)與石灰軟化的一樣,則其操作和維修費用比石灰軟化法的低。