超濾前預處理工藝的評估及選擇

作（zuò）者：

超濾無法攔（lán）截去除水中的溶解性物（wù）質，因此如果需要利用超濾（lǜ）工藝對溶解態的汙染物（wù）質進行攔截去除，則必須要在超濾的預處理（lǐ）工（gōng）藝（yì）將其（qí）轉化為懸浮形（xíng）態（tài）或膠體形態。
如果水中的汙染（rǎn）物質主要是微生物和顆粒性（xìng）物（wù）質，則通常超濾前隻需要很（hěn）少的預處理措施，一般在超濾工（gōng）藝的上遊安裝預過濾器(100-300μm)去除較（jiào）大的顆粒物質等即可，比如（rú）采用自清洗過（guò）濾器、袋濾（lǜ）、濾芯或盤（pán）式過濾器等。

根據原水類型或（huò）超濾進水水質的波動等情（qíng）況，超濾前也可選用其它預處理技術，比如凝聚/絮凝、澄清/沉澱、氣浮（fú）或顆粒介質過濾等。
（1）凝聚/絮凝
在凝聚過程中，將鋁（lǚ）鹽或鐵鹽等化學品添加到水中，通過快速攪拌使添（tiān）加藥劑在水中快速擴散，以減少顆粒物之間的排斥力（脫穩作用），使（shǐ）顆粒彼（bǐ）此吸附聚合。相對應的是，絮凝過程屬於低強度攪拌，以增加顆粒聚合的速度。
凝聚與絮凝可使用陽離子型（xíng）、陰離子型或非離子（zǐ）型等藥劑。

（2）澄清/沉澱
設置澄清/沉澱工藝用於降低凝聚/絮（xù）凝工藝（yì）後的（de）顆粒或（huò）膠體物質濃度，或去除渾水中的可沉固體，澄清/沉澱工藝不添加凝結劑。
該預處理一（yī）般用於平均濁度＞30NTU或峰值濁度＞50NTU的進水（shuǐ），可（kě）得到濁度＜2NTU和SDI＜6的澄清水
澄清/沉澱池（chí）的水力停留時間一般為2-4h。該預處理的類（lèi）型包括：
高效沉澱池（斜板沉澱池）
在常（cháng）規沉澱池中增加斜板以提供更大的沉澱（diàn）麵積（jī），可更高效地沉（chén）澱去除水中的懸浮固體物質。
一般采用（yòng）
60°傾角，采用5cm板間
距的斜板設置，其沉（chén）澱速（sù）率更高，占地（dì）麵積更小（通常比（bǐ）常規沉澱（diàn）池的（de）占地麵（miàn）積小65-80%）。斜板沉澱池可適用於處理濁度＞50NTU的進水。

載體絮凝高（gāo）密度沉澱（diàn）池
在混凝階段（duàn）投加高（gāo）密度的不溶介質顆（kē）粒如細砂等，利用介（jiè）質的重力沉降作用及載體的吸附作用（yòng）加快絮體的“生長”及沉澱，屬於一種快速（sù）沉（chén）澱技術。
一般高（gāo）密度沉澱池具有沉澱時間短、占地麵積小以及能耐受較（jiào）高的衝擊負荷等優點。

溶氣氣浮（fú）法（DAF）
通過使水中產水微氣泡(＜50μm)，並在微氣泡緩慢上升過程中吸（xī）附（fù）在凝聚（jù）好的懸浮（fú）物上，使懸浮物密度下（xià）降而浮至水麵，在（zài）淨化器表麵而非底部去除固（gù）體物質（即澄清後的水從底部而非頂部排出）。
溶氣（qì）氣浮占地麵積一般（bān）要小於常規沉澱池，可適（shì）用於去除進（jìn）水（shuǐ）濁度＜50NTU且沉積較（jiào）為緩（huǎn）慢的輕質顆粒（如凝聚的NOM）、藻類或油脂等，一（yī）般可得到濁度<0.5NTU的澄（chéng）清水。

（3）介質過濾
通過使水流流過一層或多層顆粒（lì）介質（如砂、浮石、無煙煤）來去除水（shuǐ）中的（de）顆粒、懸（xuán）浮物和膠體，這是基於當水流（liú）流過過濾（lǜ）介（jiè）質的床層時，顆粒、懸浮物和膠體會附著在過濾介質的表麵。
顆粒介質過濾出水水（shuǐ）質取決於雜質和過濾介質的大小、表麵電（diàn）荷和形狀、原水組成和操作條件等，設計和（hé）操作合理的話，介質過（guò）濾一般能清除90-99%的顆粒、懸浮物和膠體。

顆粒介質過濾有以下（xià）幾種不同的類型：
單介（jiè）質過（guò）濾
一（yī）般采（cǎi）用細砂，適用於濁度＜2NTU，TSS＜3mg/L的進（jìn）水；
多介質（zhì）過濾
最常用的過濾介（jiè）質是石英砂和無煙煤，細砂（shā）過濾器石英砂顆粒有效直（zhí）徑為0.35-0.5mm，無煙煤過（guò）濾器
顆粒有效直徑為0.7～0.8mm。
當采用石英砂上填充無煙煤的雙介質過濾器時，它允許懸浮物等（děng）雜質進入過（guò）濾（lǜ）層內部，產生更有效的深層過濾而延長清洗（xǐ）間隔。
過濾介質的最小設計總床層（céng）深度為0.8m，在雙介質過（guò）濾器中，通常填充0.5m高（gāo）的石英砂和0.4m高的無煙煤。
雙級介（jiè）質過濾
（適用於進水濁度>20NTU、TOC>6mg/L時）
通常第一級是較粗的單介質（zhì）或多介質過濾（可去除（chú）60-80%的懸浮固（gù）體），第二級采用拋光雙介質過濾器，可清（qīng）除99%的剩餘細微懸浮固（gù）體。
雙級介質過濾對TOC的（de）去除率較低（dī），一般隻有20-30%，但如果（guǒ）在（zài）頂部安裝活性炭層，則對TOC 最高可達50%左右的（de）去除（chú）效果。雙級介質過濾一般可得到濁（zhuó）度＜0.1NTU的（de）產水。
此外介質過濾係（xì）統按不同的劃（huá）分方式可分類為：
按驅動力（lì）：
重力（lì）過濾：靠水流自身重量產生的靜壓進行過濾的裝置。
一般在過濾器底部適當高（gāo）度處放置多孔板（bǎn）並鋪上過濾介質即形成（chéng）重力過濾器。由（yóu）於靜壓比較低，僅適用於較易過濾的物料或者對過濾速率要求不高的操作過程。
常用的（de）類（lèi）型還有袋濾器、砂濾器等。其操作多為間歇式。
壓力（lì）過濾：一般采用封閉鋼製過濾容器，容器可耐壓（yā），能用（yòng）較高的過濾床（chuáng）層、較精（jīng）細的（de）過濾介質粒徑和較高（gāo）的過濾濾速，設計過濾流速通常小於10-20m/h，反（fǎn）洗流速40-50m/h。
按過濾速度：
慢速過濾：以（yǐ）重力過濾為主，過濾速度一般＜0.5m/h，通常適（shì）用（yòng）於濁度<5-10NTU 和TOC＜3mg/L的進水，可得到濁度＜1NTU的過濾產水。
快速（sù）過濾（lǜ）：可（kě）以（yǐ）是重力過濾，也可（kě）以是加壓過濾。濾速最高可達12m/h，通常需要預凝聚，可得到濁度＜1NTU的過濾產水。
高速過（guò）濾：加壓過濾，濾速最高可達30m/h。在混凝劑和助凝劑的（de）作用下，可得（dé）到濁度（dù）＜0.5NTU的過濾產水。
按流動方向：
下流過濾：此種類型最為常用，水流自上而下經（jīng）過濾層進行過濾。
上流過濾（lǜ）：較少使用，水流自下而上通過濾層進行過濾。