剖析南郊水厂与芦泾水厂超滤膜技术的应用

2009年，超滤膜技术在各地水厂提标改造中成绩斐然。其中以两个项目称最。其一是山东东营南郊水厂（以下简称“南郊水厂”）应用浸入式超滤膜技术创造了我国超滤自来水厂10万立方米日处理规模的纪录；另一为以浸入式超滤膜技术为核心的短流程净水工艺实现“完美结合”，满足了江苏南通芦泾水厂（以下简称“芦泾水厂”）提标改造的迫切需求。两水厂已分别于2009年12月5日和2009年12月31日正式通水。

南郊水厂：超滤膜池

芦泾水厂：置于絮凝池内试验的膜组件

1月23日~25日，为推动超滤膜技术在我国城镇饮用水安全保障中的应用，通过国内超滤膜技术在行业的应用案例交流，促进膜技术在饮用水水质提高及既有水厂升级改造中发挥重要作用，由哈尔滨工业大学、山东省建设厅、东营市人民政府、中国城镇供水排水协会、城市水资源开发利用（北方）国家工程研究中心共同主办的“城镇饮用水安全保障及超滤组合工艺技术应用研讨会”于山东东营召开。会议期间，中国水网记者有幸参观了南郊水厂，并对南郊水厂和芦泾水厂相关负责人进行了采访。

为何“相中”超滤膜技术？

南郊水厂与芦泾水厂，一北一南，一取水黄河，一源自长江。两个水厂为何不约而同地选择超滤膜技术进行提标改造？对此，南郊水厂水质改善工程设计方——上海市政工程设计研究总院教授级高工沈裘昌表示，东营地处黄河下游，水源中溴化物浓度较高，若应用臭氧-活性炭技术，随之而来的溴酸盐问题将会严重威胁到百姓健康。所以，超滤膜技术成为南郊水厂水质改善工程的核心技术。关于超滤膜技术在芦泾水厂的应用，芦泾水厂厂长陈春圣表示，由于水源长江水的水量大、水流快、水体自净能力较强，所以，原水中有机物含量不高。“应用超滤膜技术可以达到深度处理的要求。”

此外，在国产超滤膜和进口超滤膜的选择中，南郊水厂与芦泾水厂也不约而同地向国产超滤膜抛出了橄榄枝。由立昇企业生产的PVC合金超滤膜正是两水厂提标改造的“主角”。国产膜之所以得到青睐，抗污染、低价格是主要优势。

据中国工程院院士李圭白介绍，国内超滤膜价格平均为150元/平方米，国外超滤膜价格则可达200~400元/平方米。而此次采用的立昇PVC合金超滤膜的价格仅为80元/平方米。沈裘昌也表示，正因为国外超滤膜价格高，所以，国外膜企业往往通过提高超滤膜通量的方式来减少超滤膜的使用面积，从而降低膜材料成本的投入。但通过增加工作压力来实现膜通量的提高，势必会增加能耗和运营成本。

“为综合考虑材料成本和运营成本的投入，南郊水厂水质改善工程在进行膜招标时，对膜面积进行了严格限定，要求膜面积为15万平方米。”沈裘昌说，因此国产超滤膜便拥有了更大的竞争优势。

两种超滤膜组合工艺的比较

尽管南郊水厂与芦泾水厂均选用立昇PVC合金超滤膜，但其工艺思路却十分迥异。南郊水厂将超滤置于砂滤之后，用滤池出水作为膜池进水，以最大程度地降低膜污染；而芦泾水厂由于在中试过程中发现絮凝水直接进入超滤能够获得更为理想的运行效果，经过深入研究，创新发明了以浸入式超滤膜技术为核心的短流程工艺，即将原有的斜管沉淀池中的斜管拆掉，直接放入膜组件，使其成为集絮凝、超滤膜过滤、反洗水回收、沉淀、污泥浓缩为一体的短流程处理构筑物。闲置下来的虹吸滤池，待后将被改造成为突发性原水水质事故的应急处理构筑物。

水厂改造是关系到百姓用水保障的大事。值得一提的是，在南郊水厂与芦泾水厂的改造过程中，均未全部停水，较好地保障了当地百姓的饮水需求。与南郊水厂单独增加超滤构筑物相比，芦泾水厂直接对沉淀池进行改造势必会对正常供水带来更大的影响。据了解，芦泾水厂有两组工艺构筑物，此次改造只对其中一组工艺构筑物进行。工作人员先在池外进行膜组件、管道、仪表的相关组装，之后再将组装整体放置于沉淀池中，节省了改造时间。

此外，由于两个项目均采用了反洗水回收，所以南郊水厂与芦泾水厂膜池的产水率分别可达98.3%和99.2%。

立方米水成本分别增加0.3元 和0.15元

尽管立昇PVC合金超滤膜创造了膜材料成本投入的新低，但应用超滤膜技术究竟会对供水成本带来怎样的影响？这一问题在全国水价“涨”声一片的敏感时期，受到了十足的关注。

由于立昇PVC合金超滤膜价格较低，因此无论是南郊水厂还是芦泾水厂均采用了低跨膜压差、低通量的运行方式，大大节省了运行能耗，并减轻了膜的深层污染。

2010年1月，在“城镇饮用水安全保障及超滤组合工艺技术应用研讨会”期间，中国水网记者在对山东东营南郊水厂进行参观时从该厂厂长纪洪杰那里得知，应用超滤膜技术后，南郊水厂每立方米水成本提高约0.3元，其中，膜部分增加的每立方米水成本为0.15元。

相对于南郊水厂10万立方米的日处理规模而言，芦泾水厂5万立方米的日处理规模并不起眼。但芦泾水厂技术人员秦潼表示，芦泾水厂位于南通市的西北部，处于城市管网末梢。地理位置决定了其在城市供水方面所具有的重要作用。由于芦泾水厂只是在原有工艺上进行改造，所以在构筑物本身几乎无成本投入。据了解，应用超滤膜技术后的芦泾水厂立方米水成本提高仅为0.15元，即抽吸泵运营成本0.02元/立方米水（由于刚投入运行，虽然水温较低，但目前尚未使用抽吸泵），日常费用0.02元/立方米水，设备折旧0.11元/立方米水（包括超滤膜的5年更新费用）。

挑战106项水质指标

《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）即将于2012年全部执行。其中明确要求生活饮用水水质需达106项水质检测指标。对于刚刚经历了提标改造的南郊水厂和芦泾水厂，也向106项水质指标发起了挑战。

纪洪杰在“城镇饮用水安全保障及超滤组合工艺技术应用研讨会”上介绍说，2010年1月5日，南郊水厂调试运行1个月后，水样被送至第三方独立检测机构——普尼（青岛）测试中心进行106项水质检测指标测试，结果显示除余氯外的105项水质检测指标均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。余氯的检测结果低于0.3mg/L，并未达到出厂水余氯大于0.3mg/L的要求。对此，纪洪杰称，送检过程可能造成了一定的检测误差。[山东东营南郊水厂106项水质指标检测报告下载]

秦潼在谈到芦泾水厂出水水质时表示，尽管还并未进行106项水质指标的全面测试，但经过测试的常规水质指标均优于《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。

浊度和颗粒数是衡量水厂出水水质的两个关键指标。中国水网记者在参观时发现，南郊水厂装有在线进水浊度仪、在线出水浊度仪以及在线出水颗粒物计数仪。实测数据显示进水浊度（滤池出水浊度）为0.2~0.4NTU，出水浊度（膜后水浊度）为0.01~0.02NTU，2μm~5μm的出水颗粒物数目（膜后水颗粒物数目）小于100cnts/ml。据秦潼介绍，芦泾水厂出水浊度（膜后水浊度）通常在0.02~0.03NTU。

尚处摸索阶段

在谈及南郊水厂采用超滤膜技术提标改造后的运行效果时，纪洪杰表示，由于项目尚处调试运行阶段，所以还不好下结论。

据纪洪杰介绍，超滤膜的运行情况主要与运行时间、温度有关。

首先，在超滤膜运行的初级阶段，跨膜压力通常较大、膜通量通常较高。之后会逐步趋于一个稳定值。另外，温度也是控制超滤膜运行的关键因素。由于一年四季温度迥异，所以也会影响膜的运行效果。“现在的水温为2~4摄氏度，处于最不利的温度阶段。”纪洪杰说，所以，至少1年之后，才可以对运行结果给出一个完整鉴定。

纪洪杰同时表示，由于南郊水厂为国内首个10万立方米日处理规模采用浸入式超滤膜的水厂，并无相关案例可以借鉴，所以南郊水厂在水厂运行方面还需要不断摸索。

对于刚刚运行1个月的芦泾水厂也如是，陈春圣表示，后续的研究课题将包括，原水水质及混凝预处理对膜污染的影响；延长化学清洗周期的措施；不同化学药剂对膜污染的清洗效果；运行、维护、维修规程的制定等几个方面，以求进一步提高超滤膜系统的运行管理水平。

得益于民生工程“助力”

值得一提的是，南郊水厂与芦泾水厂的提标改造工程均属当地政府的民生工程。在即将于2012年全部执行的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的强制要求与当地百姓对安全饮用水的迫切需求下，水厂提标改造工程成为备受关注的民生工程。

李圭白尤其强调了东营市政府对南郊水厂水质改善工程的重视。“东营市政府此前曾将纳滤膜应用于直饮水系统，对膜技术应用做过相关的前期工作，而且东营市政府‘不差钱’，这就为南郊水厂水质改善工程的顺利开展提供了保障。”李圭白说。据了解，南郊水厂从开工建设到通水仅用了212天，是2009年东营市民生工程之一。（中国水网）

编辑：张倩