水库水净化处理方案
随着人们生活水平的提高和健康条件的改善，对饮用水水质的要求越来越高，水处理技术也逐渐提高。生活饮用水多数来源于处理后的地表水。山上水流下汇集形成的水库水具有明显的特点：浊度较低，细菌含量较少，但有机物较多。下面就山上水形成的水库水的特点，设计其净化处理方案，使经过处理后的水达到直接饮用标准。
传统的水处理工艺是：混凝、沉淀、砂滤、消毒。现行常规处理工艺出水存在细菌、藻类和有机物超标以及微生物泄漏等问题，水中有机杂质、重金属无法除去, 另外, 水中有机杂质或腐殖酸会与氯气反应生成致癌物质三氯甲烷，不能达到直接饮用的标准。为了改善常规处理工艺的缺陷，我们可以结合现代膜分离技术，采用常规工艺-膜分离相结合的方法来净化处理水。
一 膜分离技术的特点
以压力为推动力的膜分离技术有反渗透(RO) 、纳滤(NF) 、超滤(UF) 以及微孔过滤(MF) 。膜分离技术的特点是能提供稳定可靠的水质, 这是由于膜分离水中杂质的主要原理是机械筛分, 因而出水水质仅仅依据膜孔径的大小, 与原水水质以及运行条件无关。此外, 膜分离还会使水厂用地大大减少, 运行操作自动化，使水厂成为真正意义上的造水工厂。
用膜技术处理水，要求进水几乎不含浊度，故在用膜技术处理水库水时，最好先用常规工艺作为预处理。膜分离水中微粒和相互关系如图1所示。
RO 运行压力高, 为1~ 10MPa, 能耗大, 而且由于良好的截留性能将大多数无机离子( 包括对人体有益的) 从水中去除。长期饮用这种水, 会影响人体健康, 因此不适宜作为水厂处理工艺。NF 进水要求几乎不含浊度, 故仅适用于地下水处理。超滤过程是比微滤膜孔径更小的膜操作过程, 它的出水水质好, 操作压力不高,故采用常规工艺-超滤。
二 设计方案
天然水中的溶解性有机物多为腐殖酸类的天然有机物(NOM) , 其中的低分子量部分最易与氯反应生成三氯甲烷等的三致物质。UF 膜的污染多发生在膜表面, 因而透水通量下降程度不大。
采用UF膜时应做相应的预处理，整个处理方案为：臭氧混凝沉淀砂滤活性碳膜分离。
杀菌一般采用两种方式： 一是采用流水式紫外线杀菌灯，这种方式的杀菌效果不稳定，因为它与紫外线光照强度和水流速度有关，且杀菌效果没有持续性，所以一般都采用臭氧(O3 )杀菌，臭氧杀菌设备有两个部分组成： 一是臭氧发生器，二是臭氧混合塔。臭氧发生器产生的臭氧必须经臭氧混合塔与水进行充分混合，才能达到良好的杀菌效果。臭氧杀菌的最大优点是能持续杀菌。臭氧能在水中保持自身形态24 小时以上, 随后还原成氧。所以采用臭氧杀菌的纯净水中氧量含量很高，因此又叫富氧水，很适合脑力劳动者和缺氧人群饮用。
混凝的目的是利用混凝剂将小颗粒悬浮胶体结成粗大矾花，以减小膜阻力提高透水通量；通过混凝剂的电中性和吸附作用，使溶解性的有机物变为超过膜孔径大小的微粒，使膜可截留去除之, 以避免膜污染。混凝不能有效地防止膜污染，这是由于混凝主要去除大分子量有机物，而无法去除低分子量的天然有机物。常用的混凝剂是聚合氯化铝，但具体的投加量与原水水质有关，在应用时可通过小试确定最佳投量。
絮凝剂投加设备通过投加絮凝剂使水中的胶体、颗粒等杂质形成絮凝体, 提高过滤效果，常用的絮凝剂主要有聚丙烯酰胺（PAM）和阳离子型聚合物，但阳离子型聚合物价格昂贵，故采用聚丙烯酰胺。
砂过滤设备能有效过滤掉水中已成为絮凝体的杂质, 使出水浊度
活性碳过滤设备能有效吸收附水中余氯和部分有机物, 截留进水中的杂质, 使水质得到进一步改善。粉末活性炭( PAC) 与UF联用, 组成吸附- 固液分离工艺流程进行净水处理PAC 可有效吸附水中低分子量的有机物,使溶解性有机物转移至固相, 再利用UF 膜截留去除微粒的特性, 可将低分子量的有机物从水中去除,更重要的是, PAC 还可有效地防止膜污染。PAC 会在膜面上形成一层多孔状膜, 它吸附水中有机物, 不仅去除有机物而且可以避免膜污染。这层PAC 膜较松软, 反冲洗会很容易将它去除。PAC 粒径范围一般在10~ 500Lm, 大于膜孔径几个数量级, 因而不会堵塞膜孔径。
具体工艺流程如下：用水泵抽取砂滤出水，投加一定量的活性碳， 经100um的叠片过滤器过滤进入UF膜组件。PVC 中空纤维合金超滤膜(海南立升膜)的截留分子质量为100 ku, 正常工作压力为0. 04~ 0. 08MPa, 最高工作压力为0. 50 MPa, 膜面积为40 m2。超滤膜的过滤和冲洗由可编程控制器( PLC)自动控制, 采用死端式恒流过滤, 过滤通量为100 L/ (m2 ! h) , 每周期过滤50m in、冲洗1m in( 5m3 /h流量正冲15 s, 8m3 /h流量反冲30 s, 5 m3 /h流量正冲15 s) , 冲洗用水均为膜过滤出水。超滤膜深度净化系统见下图。
三 超滤膜可行性与运行成本
常规-超滤膜工艺对铁、铝等金属元素有很好的去除效果, 对微生物有很好的截留效果, 出水水质可以满足饮用水水质标准。