陳 翔 侯曉慶 賈海濤 周英豪 鄧 磊
飲用水中硫酸根超標會使飲用水口感變差,嚴重時還會引起腹瀉等癥狀,因此去除飲用水中超標硫酸根具有重要意義。本文以我國某西部地區硫酸根超標的水源為對象進行實驗研究,主體工藝采用納濾膜技術,對水源中的超標硫酸根進行去除。通過近6個月的實驗,結果顯示,進水壓力為0.3~0.4MPa時,納濾膜對總溶解性固體的去除率約為50%,對硫酸根的去除率為90%左右。
本實驗原水為西部某省的河水,冬季水溫在2℃左右,濁度約為40NTU,原水中的硫酸根濃度約為400mg/L。本實驗進水壓力為0.3~0.4MPa,進水量約4m3/h,產水量約2m3/h,回收率為50%左右。實驗裝置如圖1所示。
圖1 實驗裝置
納濾膜組:3支膜,單支膜面積為34m2。納濾進水高壓泵:流量為8m3/h,揚程90m。保安過濾器:過濾精度5μm,PP棉材質。
由于原水濁度較高,采用混凝、沉淀、砂濾及超濾作為預處理,保證納濾系統進水濁度小于1NTU。
硫酸根采用鉻酸鋇光度法測量。
系統運行期間取樣44次,每次取樣包含進水水樣和出水水樣,檢測其TDS值。進水TDS、產水TDS和脫鹽率隨時間變化的曲線如圖2。
圖2 進水TDS、產水TDS和脫鹽率隨時間變化的曲線
由圖2可知,進水TDS與產水TDS及脫除率變化一致。原水水質變化幅度較大,波動在30%左右。產水電導及脫鹽率變化幅度較小,說明納濾膜可耐受一定程度的進水水質波動。系統脫鹽率穩定在50%左右。
系統運行期間取樣44次,每次取樣包含進水水樣和出水水樣,檢測其硫酸根含量。進水硫酸根、產水硫酸根和硫酸根脫除率隨時間變化的曲線如圖3。
圖3 進水硫酸根、產水硫酸根和硫酸根脫除率隨時間變化的曲線
第一階段,納濾系統連續運行3個月,不進行清洗,考察膜的耐污染情況,同時監測實驗數據,包括總溶解固體濃度、硫酸根濃度。第二階段,每周對膜進行4次在線清洗,考察膜的耐受性、清洗后的恢復性,系統的脫鹽率、硫酸根去除率變化。
總溶解固體TDS采用TDS筆測量,
由圖3可知,進水硫酸根濃度范圍為220~500 mg/L,波動較大。出水硫酸根濃度范圍為20~40mg/L,波動較小,出水水質穩定。硫酸根去除率基本全部高于90%,去除率達到實驗要求。
①納濾膜系統脫鹽率約為50%,可保留大部分低價離子,滿足健康飲用水的要求。
②進水壓力為0.3~0.4MPa時,經過納濾膜系統后,硫酸根穩定去除率在90%左右,出水硫酸根濃度控制在安全飲用范圍內。
③納濾膜適用于硫酸根超標的飲用水水源處理,處理出水水質較好,處理效率較高,運行能耗較低。