浅议管道直饮水在铁路站房建设中的应用(五)

 
 膜处理技术作为直饮水处理技术的核心部分，目前常用的有反渗透膜（RO）、纳滤膜（NF）、超滤膜（UF）等技术。
 反渗透：膜的孔径小于1nm，能有效去除水中的二价、一价离子，去除率达95%~99%，对无机污染及有机污染均能有效去除。但用作直接饮用水净化的缺点是将水中有益于人体健康的无机离子几乎全部去除，出水硬度低，不符合健康饮水的要求。且反渗透膜的工作压力高（1.5Mpa左右），因而能耗高，水的回收率低。
 纳滤：膜的孔径介于超滤膜与纳滤膜之间，为0.01um-0.001um，能有效去除水中的二价离子，对一价离子的去除率达20%~40%，能保留部分一价离子，同时有效去除水中的有机污染（可截留分子量300以上杂质），出水矿化度及硬度较低，工作压力为0.5~1.0MPa，产品水的回收率较低，但可通过多个膜组件组合获得较高回收率，可达75%左右。
 超滤：膜孔径为0.05~0.01um，是国际上近几年发展起来的一种膜分离技术。其分离机理主要依靠物理的筛分作用，小分子物质可以透过该膜而大分子物质则被阻在膜外。可以除去水中的胶体粒子、有机物、细菌、病毒，改善水质的感官性状，降低浊度，依靠臭氧的氧化作用，可除去水中的有机物等。同时保留对人体有益的微量元素。工作压力为0.04~0.4MPa，水的回收率高 。
 由以上比较可知，几种膜处理技术对有害有机物、微生物均有良好的去除效果。而影响水质指标的主要是有害有机物、微生物等。超滤膜处理工艺只能出去水体中微生物，而纳滤膜孔径介于超滤膜和纳滤之间，在去除有害有机物的同时去除了水中大部分离子，保留水中部分一价离子，符合健康饮水概念，适合各类人群饮用。绵阳铁路站房直饮水系统采用纳滤膜处理工艺，在去除有害有机物的同时去除了水中大部分离子，保留水中部分一价离子，出水符合并优于《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）。
 2.3.2.2几种常用的消毒方式比较
 紫外线消毒：紫外线消毒技术是利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的紫外线光照射流水流，在不使用任何化学药剂的情况下杀灭水中的细菌、病毒以及其它的致病体，属于国际上新一代的消毒技术。广泛用于自来水和管网规模较小的直饮水的消毒，缺点是不具备持续灭菌能力。
 二氧化氯：杀菌消毒、防腐保鲜，除臭除异味。投加适当浓度(0.1~0.2PPM)时能有效改善直饮水口感。同时二氧化氯在水中分解期长，能保持管网中的持续消毒能力，避免水质的二次污染。
 臭氧消毒：臭氧所起的作用主要是杀菌消毒。水中的臭氧可以杀死所有病菌及其他微生物，可防止贮水、供水设施中的细菌、微生物的滋长，从而避免供水的二次污染，臭氧分解后产生氧气并溶解于水，使饮用水富含氧气，适合各类人群长期饮用。同时不会产生对人体有害的卤代烃等，从而彻底断绝饮用水致病的途径，能充分保证出水水质的安全与健康。
 绵阳铁路站房直饮水系统管网敷设面广，规模较大。若采用紫外线消毒，水质安全性低。采用二氧化氯或臭氧消毒均可满足出水水质要求，根据我们的设计经验，用于直饮水消毒的二氧化氯必须现场产生，国产二氧化氯发生器质量不佳，进口设备价格昂贵，设备投资高。而采用臭氧消毒不仅水质安全性高，口感好，设备投资也相对较低。故该系统选择臭氧消毒为主，结合紫外线消毒的处理方法。
 2.3.2.3水处理工艺流程选择
 根据以上比较分析，结合自来水水质情况，以及直饮水的出水水质要求，绵阳铁路站房直饮水系统采用如下水处理工艺流程：以石英砂、活性炭、5um微孔精密过滤器为预处理，以纳滤为核心处理，以臭氧与紫外线结合为消毒处理的组合处理工艺，具体流程如下：
 图三 净水机房水处理工艺流程图
本项目直饮净水系统由四部分组成：
 （1）进水和预处理系统：原水箱及增压泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、5um微孔精密过滤器；
 （2）膜过滤系统：纳滤装置及其附属设施（化学清洗系统）；
 （3）消毒系统：臭氧发生器及紫外线杀菌器；
 （4）外输及回流系统：成品水箱、回水泵、0.45精密过滤器；
 （5）控制系统：PLC微处理器、监控电脑、控制软件、打印机、电气控制柜。
 2.3.3 绵阳站房直饮水预处理系统设计
 2.3.3.1预处理概述
 对于纳滤膜元件而言，绝大多数情况下的水源是不能直接进入纳滤膜元件，因为其中所含的杂质会污染膜元件，影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命。预处理就是根据原水中杂质的特性，采取合适的工艺对其进行处理，使其达到纳滤膜元件的进水要求的过程，因其在整个水处理工艺流程中的位置在纳滤之前，所以称为预处理。
 纳滤卷式膜元件主要用于去除溶解固体，如盐类。如果进水含有悬浮固体，这些悬浮固体会被膜元件截留并有部分会累积在膜元件内
部，如果进水中含有溶解性固体，在正常的运行情况，这些固体会沉积到膜元件内，因此卷式膜元件将比较容易受污染。因此，膜过滤前的预处理过程十分重要，预处理可以有效发挥膜过滤的效率，并延长膜的使用寿命。预处理的目的：1、防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。2、防止膜表面上结垢，防止膜性能下降，并尽可能降低膜的清洗频率。纳滤装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2等沉积在膜表面上，因此要防止这些难溶盐生成。3、确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。
 图四 绵阳站房直饮水机房预处理现场图

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