納濾膜在國內(nèi)外飲用水深度處理中的應(yīng)用如表2所示。法國巴黎Mery-sur-Oise水廠于1999年建成14萬m3/d的NF膜系統(tǒng)，是世界上第一個大型NF系統(tǒng)(其NF系統(tǒng)飲用水深度處理工藝流程圖如圖3所示)。NF系統(tǒng)用于去除水中的殺蟲劑和除草劑，向周邊80萬居民提供高品質(zhì)的飲用水。Mery-sur-Oise水廠的原水硬度較大(硫酸和碳酸的鈣、鎂鹽超標(biāo))，原水通過兩步NF分離過程，第1步和第2步透過NF的水均已被純化，經(jīng)第2步NF濃縮排放的濃水中含有大部分的硫酸鹽和碳酸鹽，而第二步的NF出水經(jīng)由進(jìn)一步的加氯處理即可制成標(biāo)準(zhǔn)飲用水。最終水廠出水完全能符合歐盟的有關(guān)消毒副產(chǎn)物指標(biāo)要求，出水TOC<0.2~0.3 mg/L，生物穩(wěn)定性優(yōu)良，能有效阻止輸水管網(wǎng)中細(xì)菌繁殖。Peltier等對法國Mery-sur-Oise水廠為期4年(1999年~2003年)的飲用水NF深度處理跟蹤研究顯示，采用NF系統(tǒng)后，出水余氯的含量由0.35 mg/L降到0.2 mg/L，管網(wǎng)中三鹵甲烷(THMs)的形成比未采用NF系統(tǒng)時減少了50%，最終，且由于生物降解型溶解有機(jī)碳(BCOD)的減少，改進(jìn)了產(chǎn)水的生物穩(wěn)定性。

表2 納濾凈水廠

圖3 法國Mery-sur-Oise水廠NF飲用水深度處理工藝流程圖

2 500 m3/d的法國Jarny水廠于1995年投運，NF系統(tǒng)并入其已有的絮凝、軟化、沉淀分離、砂濾和加氯消毒(其工藝流程圖如圖4所示)。Jarny水廠運行結(jié)果表明，NF技術(shù)可處理不同水質(zhì)的原水(甚至常規(guī)飲用水處理工藝難以處理的原水)，其處理出水完全能達(dá)到所需的水質(zhì)要求。Jarny水廠運行過程中，原水中的電導(dǎo)率逐漸升高，甚至高達(dá)3 500 μs/cm，但NF出水中的電導(dǎo)率和硫酸鹽含量始終是穩(wěn)定的，這充分證明了NF工藝在飲用水深度處理中的優(yōu)良性能。

圖 4 法國Jarny水廠運行工藝流程圖

目前美國已有超過100萬m3/d規(guī)模的NF軟化水裝置在運轉(zhuǎn)，1992年~1996年美國的NF裝置以500%的速度增長。以Florida州為例，由于飲用水源多為表層含水層地下水，普遍存在鹽度、硬度和金屬離子以及有機(jī)物含量大幅度超標(biāo)的問題。為了更好地滿足日益嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)要求，目前已有多座城市水處理廠采用NF和RO工藝逐步代替現(xiàn)用的石灰軟化水處理工藝。處理量4.2 MGD(1.59萬m3/d)美國科羅拉多Clefton水廠于1996年投運，采用NF膜過濾系統(tǒng)對地表水進(jìn)行深度處理，出水顯示，NF膜對TDS、硬度、硫酸鹽、消毒副產(chǎn)物和總磷的脫除率分別為50%、80%、98%、95%以上和97%。美國Florida州下屬的Deerfiled Beach市和Boca Raton市分別于2003年和2004年建成投產(chǎn)4.0萬m3/d和15.2萬m3/d(當(dāng)時最大的NF脫鹽軟化裝置)的飲用水NF膜處理系統(tǒng)，主要用于原水中硬度、色度和消毒副產(chǎn)物(三鹵甲烷、鹵乙酸等)生成潛勢的去除，滿足了當(dāng)?shù)仫嬘盟|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。兩水廠的NF膜工藝運行穩(wěn)定，運行兩年內(nèi)未進(jìn)行化學(xué)清洗。與之相似，位于Fort Lauderdale市的Peele-Dixie水處理廠和Jupiter鎮(zhèn)水處理廠分別采用了供水量達(dá)4.5萬m3/d和5.5萬m3/d的NF膜工藝，NF出水水質(zhì)優(yōu)良。此外，我國臺灣高雄地區(qū)的拷譚高級凈水廠于2007年投運一套30萬m3/d的NF凈水系統(tǒng)(其工藝流程圖如圖5所示)，以去除水中的氨氮、消毒副產(chǎn)物等污染物質(zhì)，是目前全球最大的NF凈水系統(tǒng)。目前為止，拷譚高級凈水廠的NF膜已運行10年，NF膜對飲用水的深度處理效果顯著。

圖5 臺灣拷譚高級凈水廠工藝流程圖

我國中西部地區(qū)水源具有的普遍問題是鹽度(硫酸鹽等)、硬度(鈣鎂含量高)、金屬離子和有機(jī)物含量超標(biāo)，國內(nèi)一些市政水廠已開始使用納濾法處理高鹽原水。山西省呂梁市六壁頭水廠(運行流程如圖6所示)，針對硫酸鹽、硬度高、處理水量大的實際情況，通過方案比選，采用一級兩段式納濾膜處理工藝，處理部分原水再與原水混合的方案，該系統(tǒng)運行情況良好，出水水質(zhì)較好。由流程圖6可以看出，原水取自原水收集池，經(jīng)原水泵升壓后，進(jìn)入三級過濾器去除大部分懸浮物和膠體，再送入NF系統(tǒng)處理。經(jīng)NF處理后的脫鹽水，部分與剩余原水按一定比例進(jìn)入勾兌水箱，消毒后加壓外輸至城南;部分脫鹽水通過原輸水管道重力自流至一水廠。

圖6 六壁頭水廠一級兩段式NF處理工藝

與六壁頭水廠類似，山西臨汾二水廠鑒于原水鹽度、硬度超標(biāo)等問題(原水TDS為845 mg/L)，也選用NF膜對飲用水進(jìn)行深度處理。臨汾二水廠選用NF而非RO的原因如表3所示，表中的數(shù)據(jù)獲取途徑是采用ROSA模擬計算數(shù)據(jù)(依據(jù)：臨汾二水廠總產(chǎn)水量為2 500 m3/h)。模擬結(jié)果顯示，NF出水+濾池出水勾兌產(chǎn)水與RO出水+濾池產(chǎn)水勾兌產(chǎn)水的水質(zhì)完全相同(兩個產(chǎn)水體系的膜系統(tǒng)回收率都為80%)，但NF出水+濾池出水勾兌產(chǎn)水系統(tǒng)的能耗比后者可節(jié)約50%。臨汾二水廠的工藝流程如圖 7所示，由于NF出水水質(zhì)極其優(yōu)良，最終水廠出水由NF產(chǎn)水與濾池出水勾兌混合后外送，水質(zhì)仍然達(dá)標(biāo)(原水水溫為17 ℃)。

表3 山西臨汾二水廠采用NF原因分析

編輯：李丹