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摘要：本文阐述超滤技术概述以及砂滤池在超滤技术中的运用探析，进一步探讨炭砂滤池与超滤联用的试验研究，针对膜污染的种类分门别类的对砂滤池对超滤膜污染的影响进行细致的分析。

关键词：超滤技术;砂滤池;跨膜压差;膜通量

在社会经济高质量发展的宏观背景下，超滤技术在对民众日常生活饮用水的处理中的研究与饮用发展得到了史无前例的高速发展。超滤即主要根据物理作用进而去除水中污染物，是现阶段顺应社会发展的一种绿色分离技术。因为此技术对原水的适应能力相较突出，在水处理应用中能有效的去除水中的污染物和大分子有机物等。当前，我国的超滤膜技术多数应用在处理小规模的日常饮用水上，超滤膜技术在城市的水厂处理的应用程度具有局限性，其中最难以管控的部分是超滤膜在水处理中出现的膜污染，是目前此技术广泛运用的最大阻碍之一。

膜污染即在膜过滤中，水中的大分子物质由于膜本身的性质在物理化学相互作用的条件下，由于各种因素串联发生制约下产生的堵塞的情况，进而出现不可逆变化现象。在此情况下，导致膜通量下降与跨膜压差以及能耗上升，出现水质恶化，导致膜技术增加了成本消耗。

一.超滤技术概述

1.1超滤技术工作原理

膜分离技术可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等。超滤是介于微滤与纳滤之间的膜过滤，超滤技术的重要支撑点超滤膜是以压差为工作的驱动力，利用物理作用的筛率过程，将溶液中的大分子胶体或悬浮颗粒分离出来的选择性膜，详细工作原理见图1。其压差为0.1～1MPa，孔径为2～50nm，孔密度约为1/mm，能够分离0.001～0.03μm的大分子和胶体，从而达到液体分离、纯化和浓缩的作用。

国外的超滤技术在十九世纪中叶被人们提出及运用，直至1864第一章人工膜成功诞生，是超滤膜迈入了一个新章程。二十世纪六十年代，迈克尔斯开发出不同孔径的非对称性乙酸纤维素膜，从而膜技术才被人们广泛的应用在相关领域。现阶段，超滤技术已成为最广泛运用于日常生活的膜技术。相对于国外的膜技术而言，我国的膜技术发展进程要相对晚了十余年，在二十世纪九十年代初，我国超滤技术才正式步入工业生产及应用。

1.2超滤系统组件种类

第一种，板框式组件。是膜、多孔膜支撑材料以及形成料液流道的空间和两个端重叠压紧在一起，料液是有料液边空间引入膜面。控制浓度极化困难，在含大量的悬浮固体的情况下，极大程度导致料液流道堵塞的情况出现。

第二种是，管式膜组件。其运行优点是在控制浓差极化与结垢方面处理成效优异。此组件的运用优点是具有针对性的进行合理管控浓度极化，能拓展至较大的范围进行料液流速的调节，减少工作效益消耗，并且由此产生的污垢易清洗无需拆开，其主要的缺点是在管式膜组件中的经济消耗高，在其他条件稳定下与可控范围内膜的表面积较低。

第三种是，中空纤维式组件。与中空纤维式反渗透组件相似，最为主要的差别是孔径的大小程度不一致。在运用时，要科学客观的结合料液的情况因材施教，做到最佳优化的状态。中空纤维式组件是由相对成熟的膜结构，并且能于水处理上，各种超滤膜的组件都有与之性质对应的应用领域。

第四种是，卷式膜组件。卷式构型是膜市场的主要的导向因素。卷式膜的性质主要是运用与水脱盐的处理工作上，但由于卷式膜本身的性质与其低廉的价格应被广泛运用在各行各业中。

1.3超滤膜技术

超滤技术是膜分离技术的呈现形式之一，超滤膜技术是一种以压力差动力作为工作应用原理的一种半透膜，并且可分为超滤膜、微孔膜和逆渗透膜三种过滤手段。现阶段超滤膜技术是一种新型技术运用日常的水处理工作上，优化水处理工作配置，与传统的技术相比而言，超滤膜技术以自身的运行效率高，能源消耗少，处理的溶液体积大等优势在日常水处理中拔得头筹，随着现阶段的高新技术的普及，超滤膜技术不仅在工业污水处理中工作成效显著，大大范围的运用，并且在城市的饮用水处理中前景开阔，运用范围逐日扩展。

二.砂滤池在超滤技术中的运用探析

2.1砂滤池吸附工艺

为了满足城市日渐上升的供需需求，砂滤池吸附工艺应运而生。此工艺是在原有构筑物以及已建成构筑物条件下，科学结合过渡的吸附净水工艺进行水处理，实际的砂滤池吸附工艺流程如图2所示。

2.2砂滤池对超滤膜污染的影响

砂滤池作为超滤膜前的预处理工艺，其本身至关重要的作用就是减少超滤膜污染的情况出现，让其能具备稳定性、长久性、系统性的运行。因此超滤膜前的预处理工艺参数的准确与否就显得尤为关键，其中的参数就包括有砂滤池的砂层厚度、滤速等。

三.炭砂滤池与超滤联用的试验研究

水源污染问题的与日俱增和日常饮用水的标准日渐严格，给予水处理工艺前所未有的挑战，因此，发展新型水处理技术是现阶段深化革新的必然趋势。膜分离技术是现阶段水处理领域公认的高质量取得安全饮水的主要技术之一，但因为水处理技术中膜浓差极化以及相关的污染问题，使超滤技术与其他工艺融合贯通是当前研究发展的必然方向。随着膜工业的可持续发展，膜组件的价格随着市场的发展形势而逐日下降，膜的使用极限也相对应延长，所以膜工艺各项经济学指标呈现程度不一的降幅，本文对其中的应用结果进行细致阐述：

第一，炭砂滤池出水受进水水质影响，对污染水中的部分污染物质进行最大限度的去除与吸附，远远满足国家的水质标准，但是出水细菌总数及异氧菌群数、浮游动物经常超标，具有潜在的微生物风险，通过该技术的截留作用能有效的去除污染物，保障出水水质质量，出水远远满足国家饮用水标准。通过使用炭砂滤池的预处理工艺，能有效延缓污染，保障稳定运行。

第二，超滤膜系统从被广泛应用以来，处理性质一直保持稳定趋势，跨膜压差呈现缓慢上升的趋势，单位压力通量整体呈现缓慢下降的趋势。每一周期的水力冲洗能消除一定的滤饼层，其单位压力通量呈现一定程度上的回升情况，但去除能力有局限性，并不能达到完全去除的效果。并且随着水处理过程中的阻力不断增大，在此情况下需要进行化学清洗。

第三，根据性质不同的药剂的浸出液以及其中反洗废水中的污染物质的种类与性质分析得知，发现盐酸对无机离子的去除情况较好，且大部分无机离子沉积在膜的表面，氢氧化钠溶液对有机物具有良好的去除作用，在氢氧化钠及盐酸溶液中的藻类、细菌总数以及贫营养异养菌数目与正常过滤周期中反洗相差不大，故膜的主要污染类型为无机离子的沉淀污染及有机物污染。

第四，在进行过滤混凝液的过程中，处理过程中的滤饼层能有效吸附水源中的小分子有机物，并且极易被反冲洗所清洗，进而极大程度上防止膜污染的情况出现：在过滤上清液时，因其自身的性质能紧密黏附在膜表面上，难以被清洗掉，进而出现膜污染的情况。

第五，混凝预处理使小分子有机物粘附在微絮体上，降低了污染物在膜孔中吸附引起的膜污染，而微絮体在膜表面沉积形成滤饼层为主要过滤机理，从而使过滤保持高透水通量。

第六，用生物陶粒柱—PAC作为超滤膜的预处理工艺进行试验，发现生物陶粒柱对浊度和细菌可以有效去除，并且此工艺作为预处理可以有效提高装置中去除有机物的工作效率;联合预处理工艺可大大减轻超滤膜的膜污染，维持其高比流量。

第七，超滤膜工艺出去水源中的污染物质有着无可比拟的成效，随着现阶段的膜技术可持续的进步与其价格日益降低，膜工艺在一定程度上可代替传统的水处理工艺，因其水处理水质稳定、耗能少等多样化的特点，致使膜工艺的市场应用前景十分宽广。针对不同水源特点，因地制宜，进而获得更为优质的水处理成效，将成为我国城市水厂发展的一大要义。

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