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摘要：健康问题越来越收到社会的关注，饮用水作为城市居民的生活用水，标准也在日益提高，常规水处理技术已经很难满足居民用水的水质要求。中空纤维超滤膜具有无害、耐污染等优良性能，能有效去除饮用水中各种颗粒物以及两虫等有害杂质，有效改善饮用水水质，已经逐渐成为一种新型、高效的饮用水净化工艺。本文主要对中空纤维膜技术在饮用水处理中的应用进行探讨。
关键词：中空纤维膜技术；饮用水处理；超滤膜
引言
水是人类生存的根本，是生物赖以生存的基础。水资源的开发利用需要本着有效保护、合理使用、资源优化、安全供给的原则。饮用水污染在近年来呈现出逐渐严峻的趋势，水质恶化已成为社会广泛关注的问题。饮用水水质要求的不断提升使得水处理技术难度越来越大，为确保水质安全需不断更新处理技术，这样才能保障饮用水安全。
1 中空纤维膜技术概况
1.1 饮用水处理技术
饮用水处理最早出现在公元前2000年的古印度和古希腊，当时的水处理主要利用的是木炭。古埃及人在公元1500年利用混凝沉淀的原理来去除饮水水中颗粒物。现代社会中的城市水处理工厂首次出现在19世纪初英国。19世纪末期美国发现混凝沉淀和快速砂滤池结合使用后具有去除原微生物的良好效果，自此开始大力推广快速砂滤和混凝沉淀的饮水水处理方法。20世纪初英国和美国在研究中发现利用氯进行引用水处理，发现饮用水中的病原微生物杀灭效果良好，随后利用沉淀、慢滤、快滤、氯消毒结合的工艺来进行城市饮用水处理。混凝、沉淀、过滤、消毒也被人们称为第一代净水技术[1]。
进入20世纪中期后水资源污染问题越来越严峻，城市引用水中的有机污染物以及消毒后形成的副产物会导致人体致癌、致畸等现象。人们开始逐渐在第一代水处理技术基础上增加了臭氧-活性炭深度处理工艺，该工艺也被称为二代处理工艺。二代水处理工艺是为了去除水中有机污染物和氯消毒处理的副产物，提升饮用水安全性。
20世纪末期水污染情况更加严重，饮用水中污染物种类及数量都在不断增多。而颗粒活性炭也为微生物的繁殖和生长提供场所，如此也爆发了大型两虫病感染事件。在此形势下膜技术作为新一代组合饮用水处理技术出现，膜对于颗粒物及细菌都有良好的去除效果，同时也能有效抑制有机物及其他毒害物质的生长，对饮用水生物及化学安全性提升有积极作用[2]。
1.2 膜处理技术在饮用水处理中的应用
膜处理技术一直以来被称为是21世纪水处理技术，目前已经在饮用水处理领域得到广泛应用。而且随着技术不断更新，大型水厂膜分离技术应用成本在不断降低，有效缓解了城市供水压力问题。
2 中空纤维超滤膜在饮用水净化处理中的应用
2.1 膜前处理技术
膜前处理技术主要是为了保障膜不会受到机械损伤，有效保持其过滤效果，饮用水中所含污染物和目标物不同的情况下，膜前处理方法也存在较大差异。膜前处理技术主要有以下类型：1）混凝，经过混凝处理技术处理后，饮用水中的大分子有机物、颗粒物、微生物等最终生成可以经过超滤去除的颗粒物。
2）吸附，吸附的主要目的是去除水中的中等分子量有机物；3）生物处理，生物处理是针对水中的小分子量有机物通过生物氧化和吸附方法进行去除；4）化学氧化，化学氧化可以根据水中目标物的不同来采取不同的氧化以及高级氧化方法进一步提升上述三个处理过程的处理效率。
2.2 膜后处理技术
饮用水中的致病微生物利用单独超滤技术基本能实现去除，经处理后的出水完全能达到新国标指标要求，因此，超滤膜出水从理论角度无需进行消毒处理，为了有效避免出现二次污染现象，仍然需要向饮用水中适量添加消毒剂。膜后处理技术主要是让经处理后的饮用水生物稳定性和化学稳定性得到保持[3]。
2.3 常规处理工艺和超滤单元组合工艺
2.3.1 常规工艺后置超滤单元
该工艺经改进后形成原水→混合→絮凝→沉淀→过滤→超滤→出水比较经典的处理工艺流程。在额外增加超滤单元后，原有处理工艺不会受到影响，但处理成本和运行费用会增加。由于常规处理工艺无水头可利用，因此可根据超滤膜组件具体形式来选择增设加压泵或抽吸泵。
2.3.2 超滤单元替代常规工艺过滤单元
这一工艺经改进后形成原水→混合→絮凝→沉淀→超滤(原为过滤)→出水处理流程。常规工艺模式下的过滤单元被超滤单元替代后，不仅可以适用于所有水处理过程，而且膜前处理也无需进行较大改造，建设费用相对较低，且原过滤单元配备水投，运行费用也能得到有效控制。但是该工艺经过改进后需将原有的过滤池改造成超滤单元，因此在一定情况下会对常规工艺运行产生影响。
2.3.3 利用超滤单元替代常规工艺沉淀、过滤单元
该工艺经改进后形成原水→混合→絮凝→超滤(原为沉淀和过滤)→出水的工艺处理流程。该工艺流程取消了模前沉淀环节，因此过滤前必须保证原水水质浊度较低，且在原水水质优良的情况下无需额外添加药剂[4]。这种水处理单元由于取消了常规工艺中的沉淀和过滤单元，整体建设费用下降，水处理量得到有效提升，原处理工艺中大部分分水头都能得到有效利用，水处理运行费用也能得到有效控制。但该工艺流程在应用过程中需要将原有工艺流程中的沉淀和过滤池改造成超滤单元，因此在一定程度上会对原有工艺流程运行造成影响。
3 结束语
在当前饮用水处理领域中中空纤维膜技术的应用产生的影响深远，该技术的应用可以在改变传统水处理工艺机理的基础上，将原有处理工艺中的沉淀、吸附等过程经过改进形成机械过滤，同时可以根据水质不同来采取精度不同的分类技术，这样就能充分保障水质处理达到标准要求，由此可以看出，在未来饮用水处理领域中空纤维膜技术必将成为一种新的净化工艺发展方向。
参考文献
[1]王捷,张宏伟,贾辉,张颖.预处理技术在膜饮用水处理中的研究进展[J].天津工业大学学报,2005,05:104-110.
[2]王明兴,赵欣,王涛,路姣姣,赵之平.低温水等离子体活化和表面接枝DMAE聚氯乙烯中空纤维膜研究[J].化工学报,2020,7109:4200-4210.
[3]董廷尉,戴海平,范云双.膜前预处理技术在饮用水处理中的研究进展[J].天津工业大学学报,2009,2806:26-31.
[4]杨方威,冯叙桥,曹雪慧,李萌萌,段小明,韩鹏祥.膜分离技术在食品工业中的应用及研究进展[J].食品科学,2014,3511:330-338.