納濾膜技術用于淋浴水回用的實驗研究摘要：淋浴水是各類排水中水質(zhì)最穩(wěn)定，匯集容易，便于凈化，可就近回用的水資源。它約占生活污水量的30%，屬于良質(zhì)污水。直接過濾—納濾組合工藝用于淋浴水回用在技術上是可行的。納濾膜出水水質(zhì)達到現(xiàn)行的生活飲用水標準（GB5749-85），能夠滿足淋浴水回用的要求。關鍵字：淋浴水納濾膜回用1概述淋浴水是各各類排水中水水質(zhì)最穩(wěn)定，匯匯集容易，便便于凈化，可可就近回用的的水資源。它它約占生活污污水量的30%，屬于良質(zhì)質(zhì)污水。表1歸納淋浴水水的一些水質(zhì)質(zhì)特征。表1淋浴污水水的水質(zhì)pH臭濁度NTULASmg/LLCODCrmgg/LTOCmg/ll電導率μs/ccm硬度mg/L((以CaCO3計)細菌總數(shù)個/mmL大腸菌群個/LL7.71芳香60.34.8919158.6521360無法計數(shù)20國外有關淋淋浴水回用的的研究主要表表現(xiàn)在兩個方方面[1-33]：美國宇宇航局關于太太空站需要可可行且能耗低低的淋浴水回回用設備。國國內(nèi)也進行了了一些淋浴水水作為中水回回用的研究[[4，5]。他們的的水處理工藝藝基本表現(xiàn)為為微濾、超濾濾、反滲透及及常規(guī)處理工工藝。2工藝簡介淋浴水回用用的工藝流程程簡介如下：：2.1預處理理工藝2.1.11加藥采用用中國科學院院生態(tài)環(huán)境中中心制聚合鋁鋁，借鑒KuniooEbiee等[6]的修正正燒杯試驗方方法確定聚合合鋁的最佳投投藥量為12mg//L，從泵前投投藥至進入絮絮凝過濾器約約2min。2.1.22微絮凝過濾濾器根據(jù)據(jù)燒杯試驗結(jié)結(jié)果，我們采采用直徑10cm的陶粒柱（裝裝填高度70cm）進行試驗驗，濾速控制制在10m/h。在試驗條條件下，整個個預處理工藝藝（陶粒過濾濾-5微米濾芯過過濾）對有機機物的去除率率不高，約30%左右，對濁濁度的去除達達83.1%，但從污染染指數(shù)SDI來看預處理理效果能夠滿滿足膜進水的的SDI（≤5）要求。2..1.355微米過濾器器作為納納濾膜的保安安過濾器，保保證納濾膜的的安全正常使使用。2.22納濾膜組合合工藝納納濾膜是一種種介于超濾與與反滲透之間間的分離膜，本本試驗選用美美國Triseep公司TS80--4040膜（其截留留分子量280-3300，為聚酰胺胺復合膜），并并聯(lián)方式運行行，試驗以0.7MPPa作為最佳的的操作壓力，回回收率在75%左右（采用用濃水回流系系統(tǒng)）。淋浴浴水溫一般為為37～40℃，這有利于于提高膜的產(chǎn)產(chǎn)水量。假設設由于補充新新鮮水，使混混合膜進水水水溫為30℃（在冬季會會低些），此此時膜產(chǎn)水量量較25℃增加17%，這將節(jié)省省設備投資。3納濾膜設備備對淋浴水處處理效果評價價3.1常規(guī)水水質(zhì)分析操作壓力為為0.7MPPa下膜進出水水的水質(zhì)特征征見表2。表2TS800膜的進出水水水質(zhì)測定項目TS80膜進水產(chǎn)水去除率%電導率μμs/cm5663394.2TOCmg/LL11.6～755.70～7.480.5～1000耗氧量mg/L57.554.3892.4濁度NTU10.20.4695.5LASmg/LL3.210.2691.9氨氮mg/L0.140.1121.4堿度mg/L246.8118.9492.3pH7.75～8..616.40～7..35-水溫℃14～30硬度（CaCOO3計）mg/L3301695.2Ca2+mmg/L66.680.599899.1Mg2+mmg/L32.430.259299.2Al3+mg/L0.19500.015492.1Na+mgg/L9.9701.56484.3K+mg//L3.6370.625482.8Fe2+mgg/L0.57580.168570.7Cu2+mg/L0.01800.0000＞99.5Pb3+mmg/L0.03310.029610.6Cl-mgg/L18.644.7374.4HCO3-*mg/LL246.8118.9492.3SO42-mg/LL52.10.5399.03.1.1對對離子的去除除從表1可看出，TS80膜對鈣、鎂鎂離子的去除除率很高，達達99%以上，這一一點也可從硬硬度的去除效效果得出（95.2%）。對單價價離子的去除除較二價或多多價離子稍低低，在80%左右。除Al3+以外，陽陽離子的去除除率隨離子有有效半徑的增增加而增加，陰陰離子也表現(xiàn)現(xiàn)出同樣的趨趨勢。3.11.2pHH值的變化TS80膜產(chǎn)水的pH值較進水pH值下降1.3個單位。這這是由于CO32-,HCOO3-,CO2,OH-和H+透過膜的能能力不同，原原先進水的平平衡被破壞而而造成的，故故產(chǎn)水pH值為6.40～7.35。3.1.33對陰離子洗洗滌劑（LAS）的去除在試驗條件件下，TS80膜對LAS的去除率在91.9%，這是因為為：TS80膜雖然屬于于傳統(tǒng)軟化膜膜，但是表面面活性劑容易易吸附在膜面面上，并顯著著的影響膜表表面電荷，其其中陰離子洗洗滌劑能使膜膜面上負電荷荷增強，等電電點降低[77]，從而使TS80膜表面呈一一定的電負性性，因此對陰陰離子洗滌劑劑的去除率高高。同時，陰陰離子洗滌劑劑的分子量也也決定了它的的高去除率。3.2微生物分析由于人的口腔、鼻子及喉嚨中常含有白假絲酵母、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌[1]，所以本研究中除常規(guī)微生物分析外，還采用這三種微生物作為受試生物，結(jié)果見表3。表3微生物的的分析結(jié)果水樣細菌總數(shù)(個//mL)大腸菌群(個//L)金黃色葡萄球菌菌(個/L)綠銅假單胞菌((個/L)白假絲單胞菌((個/L)污水無法計數(shù)20未檢出未檢出4預處理出水無法計數(shù)20未檢出未檢出1納濾膜出水85＜3未檢出未檢出未檢出從表3可以以看出，納濾濾膜對細菌有有很好的去除除率，其出水水滿足GB57449-85的微生物學學指標。這說說明利用納濾濾膜作為物理理消毒方法以以取代常規(guī)的的化學消毒是是可行的。4納濾膜設備備的系統(tǒng)設計計對于反滲透透膜，通常采采用金字塔排排列、單個壓壓力容器內(nèi)裝裝6根卷式膜組組件、無濃水水循環(huán)結(jié)構(gòu)以以獲得較高的的回收率。但但是，由于進進水鹽濃度低低和一價離子子去除率低，使使納濾膜系統(tǒng)統(tǒng)的進水壓力力和滲透壓比比反滲透要低低得多。因此此納濾系統(tǒng)的的水頭損失不不能象反滲透透系統(tǒng)那樣被被忽略，傳統(tǒng)統(tǒng)的反滲透設設計結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)不適于納濾濾系統(tǒng)，這意意味著對于納納濾系統(tǒng)不同同的組件排列列或級、段設設計或不同的的膜組件設計計將會有更好好的效果。Erikssson[99]認為納濾濾系統(tǒng)可采用用滲透回壓、增增設中間加壓壓泵和濃水回回流等三種方方法來提高回回收率。通過過比較，我們們在淋浴水納納濾膜處理中中采用一段濃濃水回流系統(tǒng)統(tǒng)（回流至中中間水箱），以以獲得最大的的水利用率（回回收率），運運行情況見表表4。表4TS800膜的運行情情況時間min水樣pH電導率μs/ccm壓力MPa中間水箱水的體體積L流量L/h濁度NTUTOC溫度℃0進水7.7551299.331816產(chǎn)水6.40230.724.130進水7.8058784.717產(chǎn)水6.48240.723.760進水7.9367774.217產(chǎn)水6.65270.723.490進水8.1077763.518.917產(chǎn)水6.78330.7123.10.2120進水8.2292152.118產(chǎn)水6.95420.7022.8180進水8.48135029.343.519產(chǎn)水7.20780.7121.31.3210進水8.61184017.959.175.720產(chǎn)水7.351210.7119.80.272.5由表4可以以計算出TS80膜的最大回回收率Y為：（99.3--17.9）/99.33=82.00%，此時，膜膜的產(chǎn)水量下下降了28.4%（經(jīng)溫度修修正），這說說明膜已受到到污染，需要要清洗。而在在運行了180miin后，膜的產(chǎn)產(chǎn)水量就已經(jīng)經(jīng)下降了20.5%，此時回收收率為70.5%。因此，建建議在實際運運行時，納濾濾膜的回收率率控制在75%，這可相對對減緩膜的污污染。隨隨著回流運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時間的增大大，由于濃水水污染物濃度度不斷增加，同同時pH值亦升高，使使得膜進水中中的溶質(zhì)濃度度及pH值增加，而而溶質(zhì)透過膜膜是與進水中中溶質(zhì)濃度直直接相關的，所所以產(chǎn)水中的的電導率和pH值也逐漸增增高。產(chǎn)水中中TOC升高的原因因可以認為是是：①隨著回流次次數(shù)的增加，膜膜面上產(chǎn)生了了較高的濃差差極化；②高濃度的TOC和電導率會會壓縮膜面上上的電荷密度度，使得膜對對某些有機物物的排斥力減減小。此外，某某些有機物的的分子結(jié)構(gòu)在在高TOC和含鹽量（TDS）環(huán)境下會會發(fā)生變化，使使得這些有機機物難以被膜膜去除[100]?；亓髟囋囼灡砻鳎貉h(huán)系統(tǒng)的膜膜污染問題值值得注意。5結(jié)論1.直接過過濾—納濾組合工工藝用于淋浴浴水回用在技技術上是可行行的。納濾膜膜出水水質(zhì)達達到現(xiàn)行的生生活飲用水標標準（GB57449-85），能夠滿滿足淋浴水回回用的要求。2.建議納濾系系統(tǒng)的操作壓壓力為0.7MPPa，回收率75%（采用濃水水回流系統(tǒng)）。3.納濾膜對無無機鹽去除是是靠離子的電電荷密度，有有效半徑和膜膜間的靜電作作用，對中性性物質(zhì)的去除除是靠尺寸大大小，對有機機物的去除決決定于有機物物的結(jié)構(gòu)特征征（如分子量量、極性）與與有機物同膜膜間的相互作作用關系。4.納濾膜對病病原菌等微生生物有很高的的去除率，膜膜出水沒有檢檢出白假絲酵酵母、銅綠假假單胞菌和金金黃色葡萄球球菌。這說明明利用納濾膜膜作為物理消消毒方法，以以取代常規(guī)的的化學消毒方方法是可行的的。參考文獻1.W.DD.Burrrowseetal...Nonnpotabblereeuse:devellopmenntofhealtthcriiteriaaandtechnnologiiesfoorshoowerwwaterrecyccle.WWat.SSci.TTech.,,1991,,23(9)):81-8882.DouugSnoowdon..ShowwerwaaterrrecoveerybyyUF/RRO.SAAEpapperNoo.9111455,221thIInterssociettyConnferennceonnEnviiromenntalSSystemms,SaanFraanciscco,Juuly199913.E.Verosstkoeetal...Tesstressultsonreeuseoofrecclaimeedshoowerwwater--asummmary..SAEpaperrNo.88914433,19tthInttersoccietyConfeerenceeonEEnviroonmenttalSyysteemms,SaanDieego,JJuly119894.崔召女等.洗浴水凈化化和回用研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