金属粉末烧结过滤器去除水中微粒子特性研究
ＴｈｅＳｔｕｄｙＭｅｔａｌｌｉｃＳｉｎｔｅｒｅｄＭｅｍｂｒａｎｅ
ＲｅｍｏｖａｌｏｆＭｉｃｒｏ．ＰａｒｔｉｃｌｅｆｒｏｍＳｕｒｆａｃｅＷａｔｅｒｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆａｎｄｉｔｓ
李伟英１汤浅晶２木村春男３
１．同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室，上海：２０００９２：
２．日本国立岐阜大学流域圈科学研究中心，岐阜市柳户１番ｌ，５０１一ｉ１９３：
３．新日本制铁株式会社环境水道事业部，东京都千代田区大手町二丁目６番３，１００—８０７１
ＬｉＷｅｉｙｉｎ９１ＡｋｉｒａＹｕａｓａ２ＤｏｎｇＢｉｎｇｚｈｉｌＨａｒｕｏＫｉｍｕｒａ３
１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＹａｎｇｔｚｅＡｑｕａｔｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ：２０００９２，Ｃｈｉｎａ；
２．ＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ
３．ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＣｅｎｔｅｒ，Ｇ｛向Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１・１，Ｙａｎａｇｉｄｏ，Ｇｉｆｕ５０１－１１９３，Ｊａｐａｎ；ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙ６－３，Ｏｔｅｍａｃｈｉ２－ｃｈｏｍｅ，Ｃｈｉｙｏｄａ－ｋｕＴｏｋｙｏ１００—８０７１，ＪａｐａｎＲｅｓｅａｒｃｈ
摘要：国内外大多数水源被富营养化物质、外因性内分泌扰乱物质及各种农药污染，而饮用水中存在贾第鞭毛虫病和隐孢子虫对人体的危害引起了人们重视。与此同时，采用传统净水处理工艺（即混凝、沉淀、过滤等固液分离技术）的给水处理厂存在着不能将新近出现、类似于氯消毒不能去除的隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等病原微生物有效去除等问题。本研究以彻底去除类似隐孢子虫等微粒子为目标，进行了金属膜过滤系统性能及其开发试验研究。试验选择金属粉末烧结膜过滤器作为微粒子去除特性研究膜组件。在金属过滤膜微粒子去除特性的试验中，选用东振化学株式会社生产的与隐孢子虫外观尺寸相似的Ｃｒｙｐｔｏ—ｔｒａｃｅｒ一１号示踪微粒子，将金属膜滤过水通过紫外光进行荧光染色之后在散射型荧光显微镜下观察并进行粒子计数。结果表明，采用金属膜过滤系统可以完全将类似于隐孢子虫等微粒子去除。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：砀ｅｍｏｓｔｏｆｔｈｅｒａｗｗａｔｅｒｓ
ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄＷｅｒｅｐｏｌｌｕｔｅｄｂｙＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ。Ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ刀】ｅｏｆＧｉａｒｄｉａａｎｄＣｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｉｎｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｈａｓａｒｏｕｓｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅ
ｌｅｖｅｌｓｃｏｎｃｅｍｉｎｇｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｓｏｍｅｐａｔｈｏｇｅｎｉｅｓｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ，ｓｕｃｈａｓ
Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｘｎｗｅｒｅｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄｂｙｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｕｒｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ．ｓａｎｄ．ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈｌｏｒｉｎｅｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ）ａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｒｅｍｏｖｅｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｔｃ．ｉｎｒａｗｗａｔｅｒｓｂｙｔｈｅｐｒｏｔｏｚｏａａｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｅｍｐｌｏｙｉｎｇｍｅｔａｌｌｉｃ
ｆＳⅡ（Ａ．Ｉ的．５ＡＳ）ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓ
Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－１ｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｓｉｚｅ
Ｃｏ．。Ｌｔｄ．Ｗａｓａｄｄｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｉｎｔｅｒｅｄｍｅｔａｌｆｉｂｒｅｆｉｌｔｅｒａｍｏｄｕｌｅｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒｍｉｃｒｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｒｅｍｏｖａｌ．７ｎｌｅａｓ
ｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｌａｗｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴｏｓｈｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｎｕｍｂｅｒｏｆｗａｔｅｒｆｉｌｔｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｍｅｔａｌｌｉｃ
ｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓｃｏｕｎｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅＵｐｒｉｇｈｔＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ
ｃｒｙｏｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ．１ｉｋｅｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｕｌｄｂｅｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄｂｙｍｅｔａｌｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ．１．研究背景及其目的
随着自来水普及率逐渐提高，水质方面的问题愈显其重要性。近年来，由于富营养化引起的异臭味物质的增加、外冈性内分泌扰乱物质和农药等对大多数的水源造成了污染，这已广泛得到人们的认可。然而，对于大多数采用传统净化工艺（ｕｐ混凝、沉淀、过滤等固液分离技术）的自来水公司而言，均面临着不能去除类似于新近出现抗氯消毒的隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等病原微生物等问题。因而，为保证将致浊物质全部去除，相关部门在考虑省地节支的前提下，在水处理工艺上采用了生物处理或者臭氧等深度处理技术。有一些小规模净水处理厂和小型供水系统中采用ＭＦ和ＵＦ膜过滤的方式来替代原有的砂过滤工艺并得到了很好的效果。抑制膜堵塞并保持膜高通量（高流量）运行是膜技术能否在大规模的水处５６９
南京雄凯过滤设备有限公司
多袋式袋式过滤器
不同的过滤精度，取决于不同精度的过滤袋。 由于液体介质进入滤器后是从滤 袋顶端流入，使得液体可均匀分布在整个滤袋的过滤表面，令整个层面中的流体分布基本恒定一致，紊流的负面影响小，过滤效果好。
www.nj-ga.cn 烧结金属过滤器 袋式过滤器
一 滤芯消毒方法
1 消毒柜内消毒 ,把滤芯从塑料袋中取出 ,置于消毒柜内在121ºC下消毒30分钟 .
2 在线消毒请 ,滤芯按正确的方法安装在滤器内(固定板与滤芯间隔0.5mm).通蒸汽30分钟
二 滤芯安装方法
1 将O 型圈湿润，慢慢将滤芯垂直插入，必须全部插到不锈钢第圆槽内。 2 将滤芯部翅片用不锈钢孔板压好，压板不需太紧，以防高温消毒时滤芯变型。 3 避免直接用手接触滤芯。 4 使用前尽可能冲洗滤芯。 5 开机或关机时，请慢慢转动阀门，不要一下子打开或关闭，以防在高温消毒时滤被吸瘪。
三 滤芯维护方法
滤芯使用至不能满足设计流量时(流量明显下降前后压力表差在0.1MPa)请停机
后 打开滤器从滤器，从中取出滤芯，用清水冲洗表面赃物，然后先在的4%的盐酸中浸泡24小时，再在4%的氢氧化钠中浸泡24小时，后用清水冲洗 (浸泡时取下二根O 型圈，以防膨胀) 。
四 主要特性
低压差、高通量、多次重复冲洗、长寿命、过滤精度优良、低廉的经济费用特别适用预过滤及洁净过滤。
聚醚砜滤芯：(PESU)
材质：聚醚砜滤芯介质为聚醚砜膜 www.nj-ga.cn
是一种亲水性无菌级折叠滤芯，具有占滤膜面积百分之八十以上的微孔率及独特的微孔几何形状。通量大，对蛋白质及微生物制剂的吸附比尼龙膜和醋纤膜低。 聚四氟乙烯滤芯：(PTFE)
材质：聚四氟乙烯滤芯介质为聚四氟乙烯膜性能优异有广泛的化学适用性、生物
安全性及热原控独特的疏水性和亲水性二种。 疏水性：用于气体过滤大到无菌，大通量，耐高温，耐强酸、碱，化学适用性广，适用于发酵罐，二氧化碳，氮气，压缩空气。用于气体过滤时，能达到100%截留0.02um 以上各种噬菌体、细菌及微粒。 亲水性：用于液体过滤达到无菌，化学适用性广，耐强酸、碱，臭氧强度高。
理厂应用的关键所在。金属膜具有易扩散、寿命长、容易拆换和检修、便于维护、清洗及其再生条件较好、耐压、无膜破断之忧虑、抗震、易于回收等优点，作为一种新技术在水处理环境领域得到了人们的逐渐重视。针对隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等耐氯化消毒病原微生物去除等问题，除了寻求有效的技术对策，新型的精密过滤以及其他过滤设备等引入使得建设费和设备运转维修费等大大增加。本文以地表水和现有水厂的砂滤过水为研究原水，以去除隐孢子虫为目的进行超高流速金属粉末烧结膜过滤系统的试验研究，以下为本试验部分研究成果。
２．试验方法与内容
作为金属膜过滤技术开发的前期，本试验选用金属粉末烧结膜过滤器（Ｓｉｎｔｅｒｅｄ
ＳＩＫＡ—ＲＯ．５ＡＳ），其特性指标见表ｌ。ｍｅｔａｌｆｉｌｔｅｒ，
表ｌ金属膜特性参数
Ｔａｂｌｅ１．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｍｅｍｂｒａｎｅ
金属粉末烧结膜滤器
ＳＩＫＡ—Ｒｏ．５ＡＳ。ｊｊ～～！！型号
形状
加压方式
根数
膜面积
材料
厚度
膜公称孑Ｌ径
制造商外径由２５×有效长度５００ｍｍ／根，内嵌圆筒形外压式２根０．０８ｍ２（０．０４ｍ２／根）ＳＵＳ３１６３ｍｍ０．５¨ｍ德同ＧＫＮ烧结金属过滤公司
∞’
●■’
采用膜过滤，提高其过滤流速即膜通量是非常
有意义的。本次试验是以流速在１００ｍ／ｄ以上为主要
研究目标，这也是高滤过性金属膜开发的主要意义
所在。图１时本实验所采用的金属膜的透水性能，
其测定条件为：自来水经ＮＦ膜过滤后的纯水，将膜
５■佰∞
进水流速控制在２５～１６０ｍ／ｄ（实际流量为１９＂－－
１２０ｍ３／ｄ，水温２５℃）的范围内测定膜压差值。由图
可知，膜压差与过滤速度之间呈线性关系。过滤速
度在ｌＯＯｍ／ｄ（水温２５℃）的膜压差为１２ｋＰａ。ｏ５０１００１５０ＦＩｏｗｍｔｏ（ｍ坩）
本试验在日本名古屋市锅屋上野净水处理厂
（供水能力为２９万ｍ３／ｄ）进行。锅屋上野净水处理
厂源水取自木曾川河水，混凝剂选用硫酸铝（高浊图１膜过滤流速与膜压差之间的关系（纯水）ｏｆｆｌｕｘａｎｄｔｒａｎｓ－ｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓ（ｐｕｒｅｗａｔｅｒ）Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎ度时采用聚合氯化铝（ＰＡＣ））、快速砂滤池和慢速砂滤池处理系统、次氯酸消毒。本试验原水为快速砂滤池和慢速砂滤池出水之混合水，其配制比例１：１，试验工艺流程见图２所示。
５７０
图２
Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍ金属膜试验工艺流程图ｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
试验通过恒流塔闷控制进入盒属过滤膜原水流艟，系统采川∞Ｊ流｛盘终点过滤运行方式。逆洗时，反
冲沈泵（１５０Ｌ／ｍＪ．ｎ）从反洗水箱中抽水对金属Ｊｌ其－ｆ１１什进行反向清洗，反洗水箱ｆ｝勺水为金属膜滤过水。本试
验采川２根金属膜组件（最人可以装配１９根）进行试验，Ｅ要研究内容如Ｉ
ｆ１）确认金属膜过滤…‘以埘隐孢予虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｌ）０１１ｉｄｉｔｉｍ）进行订效地．』：除。ｌｊ：
（ｚ）膜运行通始在１００ｍ／ｄ以¨内确认。
（０）艮期稳定运行ｌ：况ｒ的安全性和可信赖性的确认。
３．试验结果
：｛．１水中微粒子去除率
ｍ以上为粒子数为３００
４００个Ｉｍｌ，这其中的８０～９０％为２ｕ１１１以卜的粒子，５ｕｍ以上的也仃数１０个／ｍ１破检测山米。膜滤过水
ｔ扣２ｕｍ～５ｕｍ微粒子９５％以上被左除，５ｕｍ以卜微粒ｆ儿乎１００％被女除。ｕ图３所示原水和金属膜滤过水的微粒子粒度分布。由阿ｔ日‘知，原水中的１
图３原水和金属膜滤过水的微粒子粒度分布（速度为２００ｍ／ｄ）
Ｆｉｇ．３Ｍｉｃｒｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒａｗｗａｔｅｒａｎｄｍｅｔａｌｌｉｃｍｅｍｂｒａｎｅ
另外，为研究金属粉末烧结膜过滤器微粒ｒ的去除特性，本试验选，｝－｝ｊ由东振化学株式会社生产的
标准的、４种粒径不同的示踪微粒子进行研究讨论，其性能详见表２。本试验采川深层水浓缩・脱盐装置，
在日本富山县滑ＪｌＪ市水产试验中心进行。试验设施禾１规模与锅屋上野净水处理厂试验相同，在实验过程
５７ｌ
中．箨种馓车叠子采｝Ｈ相同的橘释方往及其投加方式。首先，自米承通过ＮＦ膜滤过水作为试验原水储存ｒ原水梢（２ｍ。）中，在此中投加微粒子示踪剂井将其浓度配置为１矿～ｔＯ…个几．与试验原承进行均匀搅拌后进行以ｒ试验。本试验中金属粉来烧结过滤器山置１９根金属膜组仆，原承通过泵将水连续送至金属粉末烧结过滤嚣底部，取金属膜过滤前后的水样并通过过滤器进行聚碳酸脂膜或者ｏ４５“ｍ膜过滤．随后将膜置＿ｒ扫描电ｆ显微镜观察计算其上所藏留的粒子数。为了能便于在扫描电镜Ｆ计数，投加Ｃｒｙｐｔｏ—ｔｒａｃｅｒ—ｌ号进行荧光染色．之后在敞肘’诬荧光显微镜ｒ观察井对产生荧光的粒子进行计数。测定结粜由图４与幽５所示。
淤兰表２Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－Ｉ微粒子示踪剂与隐孢子虫特性比较一览
表
ＰＭ－３ＫＴＡＶＰＭ４ＫＴＡＶＰＭ．５Ｋ１ＨＶＣｒｙｐｔｏ一＂ａｃｅｒ－ｌＣｐａｒ”ｕｍｏｏｃｙｓｔ
牡丁直隧（“ｍ）２．０３２５Ｏ
比重（剖ｃｍ３）ｌ１８ＩｌＲｌ１９１０５～Ｌ１０
材质聚甲琏丙烯盐酸聚甲菜丙烯醚甲酯
变化系数（％）６６６６１０ｘ１０’‘
颜色白色
ｆＵＶ紫外赏光激发１
圈４在紫外光擞活下发蓝光的原水中微粒于圈５在紫外光激活下发蓝光的膜滤水中微粒子
示踪剂Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－Ｉ号ｒ轴州分布示踪荆Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－１号佴ｆ州分布
Ｆｉｕｒｅ４ｍｉｃｒｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｔｒｑｅｅ｝ｓＦｌｕｔｅ５Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｅ－ｌｍｉｃｍ－ｐａｒＯ＇ｃｌｅｆｍｃ目ｉｈ
ｉｎ㈣ｗｎｔｆｒ（Ｓｐｉｎ）ｕｎｄｅｒＵＶ＝ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＣｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－Ｉ
ｆｉｌｔｒａｔｅｏｆｔｈｅｍｅｔａｌ＆ｍｅｍｂｒａｎｅ（Ｓｐ肼Ｊｕｎｄｅｒ
ＵＰ＇Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
蚓４和ｌ甜５为微托子示踪捌在ｓＥＭｒ的分柑ｊ！ｃ｛片．其中图４所示的是凝聚后的粒ｒ群．在劁中可以稂清楚地看出宵异于其他粒子尺寸的物质存在。这种现馨在含有微粒子示踪剂ＰＭ一３ＫＴＡＶ（１．２ｐｍ）舵原水中多址。这是可能当原水中粒子个数逃到约１０７个／ｍ】高浓度时，粒ｆ之间的相互结台造成的。通过金属粉末烧结膜过滤器处理后．尺、Ｊ为３～５ｕｍ的隐孢子虫去除率可选５ｌｏｇ以上，洋见豳５，金属膜滤水中的微粒ｆ数明姓减少。由此Ｈ以．金属膜过滤能时隐孢予虫有效地土除。
３２过滤述度
无论过滤速度为５０ｍ／ｄ还是ｌＯＯｍ／ｄ．３２“ｍ以卜的聿Ｊｆ于去除率为９９９９９％以上，ｌ２ｕｍ以上的粒ｆ击除率也可以达到９９９％。本鲇果表明，这说明井验址了金属粉末烧结膜过滤嚣对粒荇２０＃ｍ以上的微粒子击除效率好，当原水中粒子个数选±Ⅱ约１０７个／ｍｌ高浓度，考虐粒子之间的相互结台形成凝聚的粒子群，故在进行粒＿ｆ讣数时。对其大的粒ｆ不进行计数。隐孢予盘（ｃｒｙｐｔｏｓ∞ｒｉｄｉ岫）的尺寸为３～５７２
５１１ｍ，通过金属粉末烧结膜过滤器处理后，可达９９．９９９％（５１０９）以上的去除率，详见图６所示。由此可以，金属膜过滤能对隐孢子虫有效地去除。
９９．９９９９
堡９９－９９９
瓣
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粒径缸ｍ）
Ｆｉｇ．６图６不同流速下示踪剂添加实验Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｃｅｒａｄｄｉｎｇｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｏｗｒａｔｅ
４．结语
本试验针对澄清的地表水和现有水厂的砂滤过水中的隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等耐氯化消毒病原微生物去除为研究目的，对超高流速金属粉末烧结膜过滤系统进行了开发试验研究。实验表明，金属：粉末烧结过滤器不仅可以保证膜的高通量稳定运行，而且还可以保证对隐孢子虫的去除率在９９．９９９％（５ｌｏｇ）以上，亦即说明采用金属膜过滤系统可以完全将类似于隐孢子虫等微粒子去除。本试验所到的试验结果和经验参数可以运用到相应处理工艺的大规模给水处理厂中。？
作者信息：
李伟英，女，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为水处理技术。２００２年博士毕业于同济大学环境科学与工程学院市政工程专业。２００２年一２００４年为日本学术振兴会（ＪＳＰＳ）外国人特别研究员、日本国立岐阜人学流域环境科学研究中心博士后，从事膜分离技术运行及其污染机理的研究，日本水环境协会（ＪＳＷＥ）会员。２００４年１１月作为引进人才在同济大学环境科学与工程学院工作至今。
联系电话：１３６０１８９５０６８
Ｅ—ｍａｉｌ：１ｗｓｄｓ＠１６３．ｃｏｍ传真：０２１—６５９８６３１３１ｉｗｅｉｙｉｎｇ＠ｍａｉｌ．ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信地址：同济大学环境科学与工程学院明净楼２１１室
邮政编码：２０００９２５７３
金属粉末烧结过滤器去除水中微粒子特性研究
作者：
作者单位：李伟英， 汤浅晶， 木村春男李伟英(同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室 上海 200092)， 汤浅晶(日本国立岐阜
大学流域圈科学研究中心 岐阜市柳户1番1,501-1193)， 木村春男(新日本制铁株式会社环境水道事业部 东
京都千代田区大手町二丁目6番3,100-8071)
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该论文的主要研究内容可概括为以下三部分:1.系统地研究了在酸性条件下制备特性聚硅酸的方法及其主要影响因素,并对特性聚硅酸的有效聚合度及其控制方法进行了研究;2.通过电泳法研究了聚硅酸铝混凝剂水解形态的荷电特性,通过混凝搅拦实验方法和透光率脉动絮凝检测技术研究了聚硅酸铝混凝剂的混凝作用性能,研究了聚硅酸铝混凝剂混凝效果的影响因素,探讨了聚硅酸铝混凝剂的混凝作用机理,并对残余铝含量进行了测定研究;3.在实验室研究的基础上,通过现场实际生产应用,对聚硅酸铝混凝剂的净水处理效果进行了研究,并对聚硅酸铝混凝剂所产生的经济效益和社会效益进行了分析.该论文首次对聚硅酸铝混凝剂的基础研究和生产应用进行了全面系统的阐述,这些研究成果对于推动中国无机高分子混凝剂,尤其是聚硅型金属盐混凝剂的研究和发展,将具有重要的作用.该论文的完成为促进聚硅酸铝混凝剂从基础研究向生产应用方面的转化迈出了极其重要的一步.
7.期刊论文 李伟英. 汤浅晶. 董秉直. 高乃云. LI Wei-ying. Akira Yuasa. DONG Bing-zhi. GAO Nai-yun 超高流速金属膜过滤性能及其微粒子去除特性 -中国给水排水2006,22(z1)
一些病原性微生物,如隐孢子虫(Cryptosporidium)等不能被传统净水处理工艺有效去除,对人类身体健康带来了隐患.以完全去除类似隐孢子虫等微粒子为目标,选用与隐孢子虫外观尺寸相似的Crypto-tracer-1号示踪微粒子,对金属膜过滤系统在饮用水中的处理性能进行评价.选用了三种金属膜--金属薄片筛网膜过滤器(Fuji FP-0.3)、金属非织网式膜过滤器(Fuji FA-3)、金属粉末烧结膜过滤器(SIKA-R0.5AS),对金属膜处理工艺中的水质参数和膜间压力进行测试分析.结果表明,在大规模给水处理厂中,采用金属膜过滤系统可以在高滤速下完全将类似于隐孢子虫的微粒子去除.
8.学位论文 康雅 水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响研究 2006
近年来，随着工业化的发展，大量生活污水和工业废水排入水体，水资源污染严重。水资源的短缺和水污染的加剧，使“污水资源化”逐渐提上日程，将污水作为第二水源作为解决水资源短缺的重要途径。目前污水的再生回用大多数采用传统的给水处理的方法，如混凝沉淀、砂滤、活性炭吸附等，这些方法普遍存在着占地面积大、基建费用高、处理效率低等缺点。二十世纪后期，膜分离技术以其高效快捷逐渐引起人们重视，被称为“二十一世纪的水处理技术”，在净水处理中具有广阔的应用前景，而膜分离技术的应用过程仍然存在着很多尚未解决的技术问题，如高效低耗的分离过程的实现，分离中产生的膜污染问题等等。特别是膜污染的研究对膜分离技术的普及推广有着重要的意义。
本课题以西安市北石桥污水净化中心的二沉池出水作为原水，进行了超滤试验，针对水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响进行了研究。通过改变水溶液中的pH值、离子强度、二价金属离子等溶液环境条件以及对水中溶解性亲、疏水生有机物进行分离，研究了pH值、离子强度、二价金属离子等溶液不同环境条件以及水中有机物亲疏水性状对二级处理水超滤过程的影响，并且利用本课题组建立的基于膜孔径和膜孔密度随透水通量变化的膜结构参数模型，研究了不同条件下二级处理水超滤过程中膜结构参数的变化特性。研究结果表明：
(1)原水pH值对超滤膜透水通量的影响为：低pH条件下，过滤初期以滤饼堵塞为主，污染较严重，导致膜透水通量急剧衰减；过滤后期，膜通量衰减有所减缓。对于pH较高的情况，膜表面无明显滤饼形成，膜污染自始至终均以膜内部堵塞为主，膜通量表现为过滤初期衰减缓慢，但是随着膜孔堵塞的加剧，到过滤后期，通量衰减较为快。
(2)离子强度的影响：离子强度(以NaCl计)越高，膜通量衰减越严重，膜污染也相应越剧烈。在较高的离子强度下，由于双电层压缩和电荷屏蔽作用，膜表面和腐殖酸大分子的电荷明显减少，致使膜表面和溶解性有机物之间的静电斥力减小，从而溶解性有机物沉淀到膜表面的速度加快，又使沉淀层变厚。
(3)二价钙镁离子的影响：由于Ca2+和Mg2+的络合作用，溶解性有机物的链与链之间的静电斥力减小，使各分子之间更容易连接起来形成盘绕状的腐殖质大分子。因此，有机物污染的速率和程度随着二价钙镁离子浓度的增加而显著增加。
(4)水中有机物的亲疏水性状对超滤过程的影响表现为：引起膜通量下降的原因是水中的疏水性物质，溶解性有机物的疏水性直接影响膜表面的吸附，水中疏水性有机物越多表面吸附越大。
(5)采用本课题组建立的膜结构参数模型：Jv/J0=(1-a2V)(1-a1V)4利用该模型能很好的解释分子量分布不同对平均孔径和膜孔密度的影响。结果表明：原水平均孔径和膜孔密度
9.期刊论文 李伟英. 汤浅晶. 董秉直. 高乃云. LI Weiying. TANG Qianjing. DONG Bingzhi. GAO Naiyun 超高流速金属膜过滤性能及其微粒子去除特性 -同济大学学报（自然科学版）2008,36(2)
以完全去除类似隐孢子虫等微粒子为目标,实验选用与隐孢子虫外观尺寸相似的Crypto-tracer-1号示踪微粒子,对金属膜过滤系统在饮用水中的处理性能进行评价和研究.试验选用三种金属膜:金属薄片筛网膜过滤器(Fuji FP -0.3),金属非织网式膜过滤器(Fuji FA- 3),金属粉末烧结膜过滤器(SIKA-R0.5AS).试验对金属膜处理工艺中的水质参数和膜间压力进行测试分析,结果表明,在大规模的给水处理厂中,采用金属膜过滤系统可以在高滤速下完全将类似于隐孢子虫微粒子去除.
10.期刊论文 何荣钧. 马建军 净水处理工艺的发展 -黑龙江科技信息2009(19)
介绍了给水厂净水工艺的发展过程、不同净水工艺的比较.在我国现有的条件下,在优先考虑强化常规工艺的前提下发展预处理和深度处理将是今后水厂改造的主要方向.
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金属粉末烧结过滤器去除水中微粒子特性研究
ＴｈｅＳｔｕｄｙＭｅｔａｌｌｉｃＳｉｎｔｅｒｅｄＭｅｍｂｒａｎｅ
ＲｅｍｏｖａｌｏｆＭｉｃｒｏ．ＰａｒｔｉｃｌｅｆｒｏｍＳｕｒｆａｃｅＷａｔｅｒｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆａｎｄｉｔｓ
李伟英１汤浅晶２木村春男３
１．同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室，上海：２０００９２：
２．日本国立岐阜大学流域圈科学研究中心，岐阜市柳户１番ｌ，５０１一ｉ１９３：
３．新日本制铁株式会社环境水道事业部，东京都千代田区大手町二丁目６番３，１００—８０７１
ＬｉＷｅｉｙｉｎ９１ＡｋｉｒａＹｕａｓａ２ＤｏｎｇＢｉｎｇｚｈｉｌＨａｒｕｏＫｉｍｕｒａ３
１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＹａｎｇｔｚｅＡｑｕａｔｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ：２０００９２，Ｃｈｉｎａ；
２．ＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ
３．ＮｉｐｐｏｎＳｔｅｅｌＣｅｎｔｅｒ，Ｇ｛向Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１・１，Ｙａｎａｇｉｄｏ，Ｇｉｆｕ５０１－１１９３，Ｊａｐａｎ；ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙ６－３，Ｏｔｅｍａｃｈｉ２－ｃｈｏｍｅ，Ｃｈｉｙｏｄａ－ｋｕＴｏｋｙｏ１００—８０７１，ＪａｐａｎＲｅｓｅａｒｃｈ
摘要：国内外大多数水源被富营养化物质、外因性内分泌扰乱物质及各种农药污染，而饮用水中存在贾第鞭毛虫病和隐孢子虫对人体的危害引起了人们重视。与此同时，采用传统净水处理工艺（即混凝、沉淀、过滤等固液分离技术）的给水处理厂存在着不能将新近出现、类似于氯消毒不能去除的隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等病原微生物有效去除等问题。本研究以彻底去除类似隐孢子虫等微粒子为目标，进行了金属膜过滤系统性能及其开发试验研究。试验选择金属粉末烧结膜过滤器作为微粒子去除特性研究膜组件。在金属过滤膜微粒子去除特性的试验中，选用东振化学株式会社生产的与隐孢子虫外观尺寸相似的Ｃｒｙｐｔｏ—ｔｒａｃｅｒ一１号示踪微粒子，将金属膜滤过水通过紫外光进行荧光染色之后在散射型荧光显微镜下观察并进行粒子计数。结果表明，采用金属膜过滤系统可以完全将类似于隐孢子虫等微粒子去除。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：砀ｅｍｏｓｔｏｆｔｈｅｒａｗｗａｔｅｒｓ
ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄＷｅｒｅｐｏｌｌｕｔｅｄｂｙＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ。Ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ刀】ｅｏｆＧｉａｒｄｉａａｎｄＣｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｉｎｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｈａｓａｒｏｕｓｅｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅ
ｌｅｖｅｌｓｃｏｎｃｅｍｉｎｇｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｓｏｍｅｐａｔｈｏｇｅｎｉｅｓｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ，ｓｕｃｈａｓ
Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｘｎｗｅｒｅｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄｂｙｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｕｒｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ．ｓａｎｄ．ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈｌｏｒｉｎｅｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ）ａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｓ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｒｅｍｏｖｅｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｔｃ．ｉｎｒａｗｗａｔｅｒｓｂｙｔｈｅｐｒｏｔｏｚｏａａｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｅｍｐｌｏｙｉｎｇｍｅｔａｌｌｉｃ
ｆＳⅡ（Ａ．Ｉ的．５ＡＳ）ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓ
Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－１ｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｓｉｚｅ
Ｃｏ．。Ｌｔｄ．Ｗａｓａｄｄｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｉｎｔｅｒｅｄｍｅｔａｌｆｉｂｒｅｆｉｌｔｅｒａｍｏｄｕｌｅｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒｍｉｃｒｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｒｅｍｏｖａｌ．７ｎｌｅａｓ
ｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｌａｗｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＴｏｓｈｉｎＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙｗａｔｅｒ．Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｎｕｍｂｅｒｏｆｗａｔｅｒｆｉｌｔｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｍｅｔａｌｌｉｃ
ｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓｃｏｕｎｔｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅＵｐｒｉｇｈｔＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ
ｃｒｙｏｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ．１ｉｋｅｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｕｌｄｂｅｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｒｅｍｏｖｅｄｂｙｍｅｔａｌｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ．１．研究背景及其目的
随着自来水普及率逐渐提高，水质方面的问题愈显其重要性。近年来，由于富营养化引起的异臭味物质的增加、外冈性内分泌扰乱物质和农药等对大多数的水源造成了污染，这已广泛得到人们的认可。然而，对于大多数采用传统净化工艺（ｕｐ混凝、沉淀、过滤等固液分离技术）的自来水公司而言，均面临着不能去除类似于新近出现抗氯消毒的隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等病原微生物等问题。因而，为保证将致浊物质全部去除，相关部门在考虑省地节支的前提下，在水处理工艺上采用了生物处理或者臭氧等深度处理技术。有一些小规模净水处理厂和小型供水系统中采用ＭＦ和ＵＦ膜过滤的方式来替代原有的砂过滤工艺并得到了很好的效果。抑制膜堵塞并保持膜高通量（高流量）运行是膜技术能否在大规模的水处５６９
南京雄凯过滤设备有限公司
多袋式袋式过滤器
不同的过滤精度，取决于不同精度的过滤袋。 由于液体介质进入滤器后是从滤 袋顶端流入，使得液体可均匀分布在整个滤袋的过滤表面，令整个层面中的流体分布基本恒定一致，紊流的负面影响小，过滤效果好。
www.nj-ga.cn 烧结金属过滤器 袋式过滤器
一 滤芯消毒方法
1 消毒柜内消毒 ,把滤芯从塑料袋中取出 ,置于消毒柜内在121ºC下消毒30分钟 .
2 在线消毒请 ,滤芯按正确的方法安装在滤器内(固定板与滤芯间隔0.5mm).通蒸汽30分钟
二 滤芯安装方法
1 将O 型圈湿润，慢慢将滤芯垂直插入，必须全部插到不锈钢第圆槽内。 2 将滤芯部翅片用不锈钢孔板压好，压板不需太紧，以防高温消毒时滤芯变型。 3 避免直接用手接触滤芯。 4 使用前尽可能冲洗滤芯。 5 开机或关机时，请慢慢转动阀门，不要一下子打开或关闭，以防在高温消毒时滤被吸瘪。
三 滤芯维护方法
滤芯使用至不能满足设计流量时(流量明显下降前后压力表差在0.1MPa)请停机
后 打开滤器从滤器，从中取出滤芯，用清水冲洗表面赃物，然后先在的4%的盐酸中浸泡24小时，再在4%的氢氧化钠中浸泡24小时，后用清水冲洗 (浸泡时取下二根O 型圈，以防膨胀) 。
四 主要特性
低压差、高通量、多次重复冲洗、长寿命、过滤精度优良、低廉的经济费用特别适用预过滤及洁净过滤。
聚醚砜滤芯：(PESU)
材质：聚醚砜滤芯介质为聚醚砜膜 www.nj-ga.cn
是一种亲水性无菌级折叠滤芯，具有占滤膜面积百分之八十以上的微孔率及独特的微孔几何形状。通量大，对蛋白质及微生物制剂的吸附比尼龙膜和醋纤膜低。 聚四氟乙烯滤芯：(PTFE)
材质：聚四氟乙烯滤芯介质为聚四氟乙烯膜性能优异有广泛的化学适用性、生物
安全性及热原控独特的疏水性和亲水性二种。 疏水性：用于气体过滤大到无菌，大通量，耐高温，耐强酸、碱，化学适用性广，适用于发酵罐，二氧化碳，氮气，压缩空气。用于气体过滤时，能达到100%截留0.02um 以上各种噬菌体、细菌及微粒。 亲水性：用于液体过滤达到无菌，化学适用性广，耐强酸、碱，臭氧强度高。
理厂应用的关键所在。金属膜具有易扩散、寿命长、容易拆换和检修、便于维护、清洗及其再生条件较好、耐压、无膜破断之忧虑、抗震、易于回收等优点，作为一种新技术在水处理环境领域得到了人们的逐渐重视。针对隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等耐氯化消毒病原微生物去除等问题，除了寻求有效的技术对策，新型的精密过滤以及其他过滤设备等引入使得建设费和设备运转维修费等大大增加。本文以地表水和现有水厂的砂滤过水为研究原水，以去除隐孢子虫为目的进行超高流速金属粉末烧结膜过滤系统的试验研究，以下为本试验部分研究成果。
２．试验方法与内容
作为金属膜过滤技术开发的前期，本试验选用金属粉末烧结膜过滤器（Ｓｉｎｔｅｒｅｄ
ＳＩＫＡ—ＲＯ．５ＡＳ），其特性指标见表ｌ。ｍｅｔａｌｆｉｌｔｅｒ，
表ｌ金属膜特性参数
Ｔａｂｌｅ１．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｍｅｍｂｒａｎｅ
金属粉末烧结膜滤器
ＳＩＫＡ—Ｒｏ．５ＡＳ。ｊｊ～～！！型号
形状
加压方式
根数
膜面积
材料
厚度
膜公称孑Ｌ径
制造商外径由２５×有效长度５００ｍｍ／根，内嵌圆筒形外压式２根０．０８ｍ２（０．０４ｍ２／根）ＳＵＳ３１６３ｍｍ０．５¨ｍ德同ＧＫＮ烧结金属过滤公司
∞’
●■’
采用膜过滤，提高其过滤流速即膜通量是非常
有意义的。本次试验是以流速在１００ｍ／ｄ以上为主要
研究目标，这也是高滤过性金属膜开发的主要意义
所在。图１时本实验所采用的金属膜的透水性能，
其测定条件为：自来水经ＮＦ膜过滤后的纯水，将膜
５■佰∞
进水流速控制在２５～１６０ｍ／ｄ（实际流量为１９＂－－
１２０ｍ３／ｄ，水温２５℃）的范围内测定膜压差值。由图
可知，膜压差与过滤速度之间呈线性关系。过滤速
度在ｌＯＯｍ／ｄ（水温２５℃）的膜压差为１２ｋＰａ。ｏ５０１００１５０ＦＩｏｗｍｔｏ（ｍ坩）
本试验在日本名古屋市锅屋上野净水处理厂
（供水能力为２９万ｍ３／ｄ）进行。锅屋上野净水处理
厂源水取自木曾川河水，混凝剂选用硫酸铝（高浊图１膜过滤流速与膜压差之间的关系（纯水）ｏｆｆｌｕｘａｎｄｔｒａｎｓ－ｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓ（ｐｕｒｅｗａｔｅｒ）Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎ度时采用聚合氯化铝（ＰＡＣ））、快速砂滤池和慢速砂滤池处理系统、次氯酸消毒。本试验原水为快速砂滤池和慢速砂滤池出水之混合水，其配制比例１：１，试验工艺流程见图２所示。
５７０
图２
Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍ金属膜试验工艺流程图ｏｆｍｅｔａｌｌｉｃｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
试验通过恒流塔闷控制进入盒属过滤膜原水流艟，系统采川∞Ｊ流｛盘终点过滤运行方式。逆洗时，反
冲沈泵（１５０Ｌ／ｍＪ．ｎ）从反洗水箱中抽水对金属Ｊｌ其－ｆ１１什进行反向清洗，反洗水箱ｆ｝勺水为金属膜滤过水。本试
验采川２根金属膜组件（最人可以装配１９根）进行试验，Ｅ要研究内容如Ｉ
ｆ１）确认金属膜过滤…‘以埘隐孢予虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｌ）０１１ｉｄｉｔｉｍ）进行订效地．』：除。ｌｊ：
（ｚ）膜运行通始在１００ｍ／ｄ以¨内确认。
（０）艮期稳定运行ｌ：况ｒ的安全性和可信赖性的确认。
３．试验结果
：｛．１水中微粒子去除率
ｍ以上为粒子数为３００
４００个Ｉｍｌ，这其中的８０～９０％为２ｕ１１１以卜的粒子，５ｕｍ以上的也仃数１０个／ｍ１破检测山米。膜滤过水
ｔ扣２ｕｍ～５ｕｍ微粒子９５％以上被左除，５ｕｍ以卜微粒ｆ儿乎１００％被女除。ｕ图３所示原水和金属膜滤过水的微粒子粒度分布。由阿ｔ日‘知，原水中的１
图３原水和金属膜滤过水的微粒子粒度分布（速度为２００ｍ／ｄ）
Ｆｉｇ．３Ｍｉｃｒｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒａｗｗａｔｅｒａｎｄｍｅｔａｌｌｉｃｍｅｍｂｒａｎｅ
另外，为研究金属粉末烧结膜过滤器微粒ｒ的去除特性，本试验选，｝－｝ｊ由东振化学株式会社生产的
标准的、４种粒径不同的示踪微粒子进行研究讨论，其性能详见表２。本试验采川深层水浓缩・脱盐装置，
在日本富山县滑ＪｌＪ市水产试验中心进行。试验设施禾１规模与锅屋上野净水处理厂试验相同，在实验过程
５７ｌ
中．箨种馓车叠子采｝Ｈ相同的橘释方往及其投加方式。首先，自米承通过ＮＦ膜滤过水作为试验原水储存ｒ原水梢（２ｍ。）中，在此中投加微粒子示踪剂井将其浓度配置为１矿～ｔＯ…个几．与试验原承进行均匀搅拌后进行以ｒ试验。本试验中金属粉来烧结过滤器山置１９根金属膜组仆，原承通过泵将水连续送至金属粉末烧结过滤嚣底部，取金属膜过滤前后的水样并通过过滤器进行聚碳酸脂膜或者ｏ４５“ｍ膜过滤．随后将膜置＿ｒ扫描电ｆ显微镜观察计算其上所藏留的粒子数。为了能便于在扫描电镜Ｆ计数，投加Ｃｒｙｐｔｏ—ｔｒａｃｅｒ—ｌ号进行荧光染色．之后在敞肘’诬荧光显微镜ｒ观察井对产生荧光的粒子进行计数。测定结粜由图４与幽５所示。
淤兰表２Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－Ｉ微粒子示踪剂与隐孢子虫特性比较一览
表
ＰＭ－３ＫＴＡＶＰＭ４ＫＴＡＶＰＭ．５Ｋ１ＨＶＣｒｙｐｔｏ一＂ａｃｅｒ－ｌＣｐａｒ”ｕｍｏｏｃｙｓｔ
牡丁直隧（“ｍ）２．０３２５Ｏ
比重（剖ｃｍ３）ｌ１８ＩｌＲｌ１９１０５～Ｌ１０
材质聚甲琏丙烯盐酸聚甲菜丙烯醚甲酯
变化系数（％）６６６６１０ｘ１０’‘
颜色白色
ｆＵＶ紫外赏光激发１
圈４在紫外光擞活下发蓝光的原水中微粒于圈５在紫外光激活下发蓝光的膜滤水中微粒子
示踪剂Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－Ｉ号ｒ轴州分布示踪荆Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－１号佴ｆ州分布
Ｆｉｕｒｅ４ｍｉｃｒｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｔｒｑｅｅ｝ｓＦｌｕｔｅ５Ｃｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｅ－ｌｍｉｃｍ－ｐａｒＯ＇ｃｌｅｆｍｃ目ｉｈ
ｉｎ㈣ｗｎｔｆｒ（Ｓｐｉｎ）ｕｎｄｅｒＵＶ＝ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＣｒｙｐｔｏ－ｔｒａｃｅｒ－Ｉ
ｆｉｌｔｒａｔｅｏｆｔｈｅｍｅｔａｌ＆ｍｅｍｂｒａｎｅ（Ｓｐ肼Ｊｕｎｄｅｒ
ＵＰ＇Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
蚓４和ｌ甜５为微托子示踪捌在ｓＥＭｒ的分柑ｊ！ｃ｛片．其中图４所示的是凝聚后的粒ｒ群．在劁中可以稂清楚地看出宵异于其他粒子尺寸的物质存在。这种现馨在含有微粒子示踪剂ＰＭ一３ＫＴＡＶ（１．２ｐｍ）舵原水中多址。这是可能当原水中粒子个数逃到约１０７个／ｍ】高浓度时，粒ｆ之间的相互结台造成的。通过金属粉末烧结膜过滤器处理后．尺、Ｊ为３～５ｕｍ的隐孢子虫去除率可选５ｌｏｇ以上，洋见豳５，金属膜滤水中的微粒ｆ数明姓减少。由此Ｈ以．金属膜过滤能时隐孢予虫有效地土除。
３２过滤述度
无论过滤速度为５０ｍ／ｄ还是ｌＯＯｍ／ｄ．３２“ｍ以卜的聿Ｊｆ于去除率为９９９９９％以上，ｌ２ｕｍ以上的粒ｆ击除率也可以达到９９９％。本鲇果表明，这说明井验址了金属粉末烧结膜过滤嚣对粒荇２０＃ｍ以上的微粒子击除效率好，当原水中粒子个数选±Ⅱ约１０７个／ｍｌ高浓度，考虐粒子之间的相互结台形成凝聚的粒子群，故在进行粒＿ｆ讣数时。对其大的粒ｆ不进行计数。隐孢予盘（ｃｒｙｐｔｏｓ∞ｒｉｄｉ岫）的尺寸为３～５７２
５１１ｍ，通过金属粉末烧结膜过滤器处理后，可达９９．９９９％（５１０９）以上的去除率，详见图６所示。由此可以，金属膜过滤能对隐孢子虫有效地去除。
９９．９９９９
堡９９－９９９
瓣
也９９．９９篷
９９．＇
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２．０３．０４．０５．０
粒径缸ｍ）
Ｆｉｇ．６图６不同流速下示踪剂添加实验Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒａｃｅｒａｄｄｉｎｇｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｏｗｒａｔｅ
４．结语
本试验针对澄清的地表水和现有水厂的砂滤过水中的隐孢子虫（Ｃｒｙｐｔｏｓｐｏｒｉｄｉｕｍ）等耐氯化消毒病原微生物去除为研究目的，对超高流速金属粉末烧结膜过滤系统进行了开发试验研究。实验表明，金属：粉末烧结过滤器不仅可以保证膜的高通量稳定运行，而且还可以保证对隐孢子虫的去除率在９９．９９９％（５ｌｏｇ）以上，亦即说明采用金属膜过滤系统可以完全将类似于隐孢子虫等微粒子去除。本试验所到的试验结果和经验参数可以运用到相应处理工艺的大规模给水处理厂中。？
作者信息：
李伟英，女，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为水处理技术。２００２年博士毕业于同济大学环境科学与工程学院市政工程专业。２００２年一２００４年为日本学术振兴会（ＪＳＰＳ）外国人特别研究员、日本国立岐阜人学流域环境科学研究中心博士后，从事膜分离技术运行及其污染机理的研究，日本水环境协会（ＪＳＷＥ）会员。２００４年１１月作为引进人才在同济大学环境科学与工程学院工作至今。
联系电话：１３６０１８９５０６８
Ｅ—ｍａｉｌ：１ｗｓｄｓ＠１６３．ｃｏｍ传真：０２１—６５９８６３１３１ｉｗｅｉｙｉｎｇ＠ｍａｉｌ．ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信地址：同济大学环境科学与工程学院明净楼２１１室
邮政编码：２０００９２５７３
金属粉末烧结过滤器去除水中微粒子特性研究
作者：
作者单位：李伟英， 汤浅晶， 木村春男李伟英(同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室 上海 200092)， 汤浅晶(日本国立岐阜
大学流域圈科学研究中心 岐阜市柳户1番1,501-1193)， 木村春男(新日本制铁株式会社环境水道事业部 东
京都千代田区大手町二丁目6番3,100-8071)
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上海外高桥电厂二期2×900MW机组工程是目前国内单机装机容量最大的超临界燃煤机组.本文介绍了该机组工程中锅炉补给水及净水处理控制系统的概况、设计方案和配置以及该系统的主要特点.
2.学位论文 郑晓波 饮用水卤代消毒副产物生成动力学及控制技术研究 2007
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对饮用水水质安全问题的关注程度日益加深。自从人们发现饮用水氯消毒技术会产生消毒副产物以来，要求降低乃至消除这些消毒副产物的呼声也越来越高。国内外专家对此进行了深入的研究和探索，从寻求高新型高效的消毒剂、改进净水处理技术到开发消毒副产物去除的工艺等多方面展开研究，取得了一定的成效。
本文论述了饮用水中卤代消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)对人体健康的危害，提出了将其去除的有效途径。对饮用水中4种三卤甲烷和9种卤乙酸的检测方法进行了研究。结果表明：三卤甲烷加标回收率为93.65％～101.07％，方法检测限达到0.014ug/L，测定的相对标准偏差低于5.54％；20ug/L卤乙酸加标回收率为71.48％-125.40％，方法的检测限达到0.20ug/L，测定的相对标准偏差低于11.25％。并给出了三卤甲烷和卤乙酸的标准工作曲线。
回顾了模拟给水处理厂氯消毒过程的余氯模型和消毒副产物模型，分别介绍了其建模方法，基本方程，主要参数等。采用正交试验研究影响游离氯消耗的主要因素，主要有反应时间，初始氯浓度，有机物浓度，温度和pH值。影响余氯消耗因素的主次顺序为：Co>T>TOC>pH，得到的最佳因素水平条件为：C=2mg/L，T=20℃，TOC=2.8mg/L，pH=8。通过对实验结果的拟合得到氯消耗的一级动力学模型C=Ce。同时研究了四个主要因素与氯消耗速率常数的关系，发现随氯浓度、温度和有机碳浓度的增大，余氯的消耗量随之增大，pH值对余氯消耗影响较小。氯消耗系数与氯浓度关系式：K=0.0416(1/Co)-0.0049(R=0.9847)；氯消耗系数与有机物浓度关系式：K=0.0054TOC-
0.0078，R=0.9598；氯消耗系数与温度关系式：K=0.0028e(R=0.9947)；pH值对余氯消耗系数无显著影响。通过文献调研系统得分析了消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)生成动力学及影响因素，概括了随着反应时间的延长，不同反应条件下，消毒副产物的生成情况。由试验数据对文献中给出的副产物生成经验模型进行拟合，得到适合本试验的动力学模型，并且对模型进行验证。
对比了北京市第九自来水厂十年前(原水预氯化消毒)和现在的(原水没有预氯化消毒)消毒副产物在各处理工艺段的变化情况。发现：常规的工艺能够去除大部分的有机物，但是作为副产物的前体物质，当在清水池中加氯后，这些有机物就会与氯生成大量的消毒副产物；卤乙酸经过活性炭池后，含量减少为7.9ug/L，去除率为63.8％，说明活性炭对卤乙酸的去除率较高。
本文的研究对于水处理，选择最佳的氯化环境和控制出水的消毒副产物，以及水质环境评价具有重要的理论意义和实际意义。
3.学位论文 吴臣 城镇给水处理工艺的优化研究 2009
城镇净水厂是城镇给水系统的核心部分，是关系到城镇居民生活、工业生产的重要基础设施。在城镇净水厂工艺设计中，往往存在多个可供选择的方案和工艺流程。因此，如何从定性和定量两方面合理地评价不同工艺方案的优缺点、适应性等，是目前在城镇净水厂处理工艺设计中急需解决的问题。
鉴于本课题组多年来专注于城镇给水系统的优化方面的研究，并取得了较多的研究成果，本论文以城镇净水处理工艺设计的主要阶段和工作内容为基础，结合净水厂各处理单元的工作机理，通过对各净水处理构筑物的影响因素的分析，建立了一套城镇净水处理工艺系统设计中用于方案比选的可行的理论、方法和综合评价体系——多层次模糊综合评价，并在重庆市某净水厂可行性研究报告中的工艺比选中得到成功运用。
主要研究内容如下：
①各个净水处理单元的功能、优缺点及其影响因素分析；
②给水工程的可行性研究和净水处理工艺论述；
③净水处理工艺设计中用于方案比选的可行的理论和方法体系的建立。
在净水处理工艺方案比选中，运用多层次模糊综合评价法，可得到综合了所考察的各种因素、评价指标以及专家经验的综合评价结果，该综合评价结果通过排列组合，可得到各种处理单元组合的可能的综合得分，继而可得到处理工艺方案的排序。最后，利用正交试验对综合评价结果进行客观的分析论证，结果表明：多层次模糊综合评价方法体系能够给出优化的处理工艺组合方案，该评价体系对城镇净水工艺方案的设计具有较重要的理论价值和现实指导意义。
4.会议论文 熊红松. 陶晓武. 付芳 新型净水药剂在低温低浊水处理生产中的应用 2008
文章介绍了一种新型复合高效聚合氯化铝净水药剂在低温、低浊水处理中的应用，生产性试验结果表明，该药剂具有反应速度快、沉淀时间短的特点。
5.期刊论文 姜剑飞. 陈琨 粉末活性碳净水技术在给水处理中的应用 -黑龙江水利科技2009,37(4)
通过活性碳净水处理的原理,工艺,及其效果的评价,阐述粉末活性碳在给水净化处理中的应用与前景.
6.学位论文 王东田 聚硅酸铝混凝剂的研究与应用 1998
该论文的主要研究内容可概括为以下三部分:1.系统地研究了在酸性条件下制备特性聚硅酸的方法及其主要影响因素,并对特性聚硅酸的有效聚合度及其控制方法进行了研究;2.通过电泳法研究了聚硅酸铝混凝剂水解形态的荷电特性,通过混凝搅拦实验方法和透光率脉动絮凝检测技术研究了聚硅酸铝混凝剂的混凝作用性能,研究了聚硅酸铝混凝剂混凝效果的影响因素,探讨了聚硅酸铝混凝剂的混凝作用机理,并对残余铝含量进行了测定研究;3.在实验室研究的基础上,通过现场实际生产应用,对聚硅酸铝混凝剂的净水处理效果进行了研究,并对聚硅酸铝混凝剂所产生的经济效益和社会效益进行了分析.该论文首次对聚硅酸铝混凝剂的基础研究和生产应用进行了全面系统的阐述,这些研究成果对于推动中国无机高分子混凝剂,尤其是聚硅型金属盐混凝剂的研究和发展,将具有重要的作用.该论文的完成为促进聚硅酸铝混凝剂从基础研究向生产应用方面的转化迈出了极其重要的一步.
7.期刊论文 李伟英. 汤浅晶. 董秉直. 高乃云. LI Wei-ying. Akira Yuasa. DONG Bing-zhi. GAO Nai-yun 超高流速金属膜过滤性能及其微粒子去除特性 -中国给水排水2006,22(z1)
一些病原性微生物,如隐孢子虫(Cryptosporidium)等不能被传统净水处理工艺有效去除,对人类身体健康带来了隐患.以完全去除类似隐孢子虫等微粒子为目标,选用与隐孢子虫外观尺寸相似的Crypto-tracer-1号示踪微粒子,对金属膜过滤系统在饮用水中的处理性能进行评价.选用了三种金属膜--金属薄片筛网膜过滤器(Fuji FP-0.3)、金属非织网式膜过滤器(Fuji FA-3)、金属粉末烧结膜过滤器(SIKA-R0.5AS),对金属膜处理工艺中的水质参数和膜间压力进行测试分析.结果表明,在大规模给水处理厂中,采用金属膜过滤系统可以在高滤速下完全将类似于隐孢子虫的微粒子去除.
8.学位论文 康雅 水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响研究 2006
近年来，随着工业化的发展，大量生活污水和工业废水排入水体，水资源污染严重。水资源的短缺和水污染的加剧，使“污水资源化”逐渐提上日程，将污水作为第二水源作为解决水资源短缺的重要途径。目前污水的再生回用大多数采用传统的给水处理的方法，如混凝沉淀、砂滤、活性炭吸附等，这些方法普遍存在着占地面积大、基建费用高、处理效率低等缺点。二十世纪后期，膜分离技术以其高效快捷逐渐引起人们重视，被称为“二十一世纪的水处理技术”，在净水处理中具有广阔的应用前景，而膜分离技术的应用过程仍然存在着很多尚未解决的技术问题，如高效低耗的分离过程的实现，分离中产生的膜污染问题等等。特别是膜污染的研究对膜分离技术的普及推广有着重要的意义。
本课题以西安市北石桥污水净化中心的二沉池出水作为原水，进行了超滤试验，针对水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响进行了研究。通过改变水溶液中的pH值、离子强度、二价金属离子等溶液环境条件以及对水中溶解性亲、疏水生有机物进行分离，研究了pH值、离子强度、二价金属离子等溶液不同环境条件以及水中有机物亲疏水性状对二级处理水超滤过程的影响，并且利用本课题组建立的基于膜孔径和膜孔密度随透水通量变化的膜结构参数模型，研究了不同条件下二级处理水超滤过程中膜结构参数的变化特性。研究结果表明：
(1)原水pH值对超滤膜透水通量的影响为：低pH条件下，过滤初期以滤饼堵塞为主，污染较严重，导致膜透水通量急剧衰减；过滤后期，膜通量衰减有所减缓。对于pH较高的情况，膜表面无明显滤饼形成，膜污染自始至终均以膜内部堵塞为主，膜通量表现为过滤初期衰减缓慢，但是随着膜孔堵塞的加剧，到过滤后期，通量衰减较为快。
(2)离子强度的影响：离子强度(以NaCl计)越高，膜通量衰减越严重，膜污染也相应越剧烈。在较高的离子强度下，由于双电层压缩和电荷屏蔽作用，膜表面和腐殖酸大分子的电荷明显减少，致使膜表面和溶解性有机物之间的静电斥力减小，从而溶解性有机物沉淀到膜表面的速度加快，又使沉淀层变厚。
(3)二价钙镁离子的影响：由于Ca2+和Mg2+的络合作用，溶解性有机物的链与链之间的静电斥力减小，使各分子之间更容易连接起来形成盘绕状的腐殖质大分子。因此，有机物污染的速率和程度随着二价钙镁离子浓度的增加而显著增加。
(4)水中有机物的亲疏水性状对超滤过程的影响表现为：引起膜通量下降的原因是水中的疏水性物质，溶解性有机物的疏水性直接影响膜表面的吸附，水中疏水性有机物越多表面吸附越大。
(5)采用本课题组建立的膜结构参数模型：Jv/J0=(1-a2V)(1-a1V)4利用该模型能很好的解释分子量分布不同对平均孔径和膜孔密度的影响。结果表明：原水平均孔径和膜孔密度
9.期刊论文 李伟英. 汤浅晶. 董秉直. 高乃云. LI Weiying. TANG Qianjing. DONG Bingzhi. GAO Naiyun 超高流速金属膜过滤性能及其微粒子去除特性 -同济大学学报（自然科学版）2008,36(2)
以完全去除类似隐孢子虫等微粒子为目标,实验选用与隐孢子虫外观尺寸相似的Crypto-tracer-1号示踪微粒子,对金属膜过滤系统在饮用水中的处理性能进行评价和研究.试验选用三种金属膜:金属薄片筛网膜过滤器(Fuji FP -0.3),金属非织网式膜过滤器(Fuji FA- 3),金属粉末烧结膜过滤器(SIKA-R0.5AS).试验对金属膜处理工艺中的水质参数和膜间压力进行测试分析,结果表明,在大规模的给水处理厂中,采用金属膜过滤系统可以在高滤速下完全将类似于隐孢子虫微粒子去除.
10.期刊论文 何荣钧. 马建军 净水处理工艺的发展 -黑龙江科技信息2009(19)
介绍了给水厂净水工艺的发展过程、不同净水工艺的比较.在我国现有的条件下,在优先考虑强化常规工艺的前提下发展预处理和深度处理将是今后水厂改造的主要方向.
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