随着我们国家工、农业的飞速发展,城市建设的不断扩大,对淡水资源的需求量急剧增加,然而由于各种污染导致水源的不断匮乏加剧了水的供需矛盾。与此同时,新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749–2006)加强了对有机物、微生物以及水质消毒等方面的规定,对饮用水处理提出了更高的要求。我国目前大部分水厂仍采用以化学混凝–砂滤工艺为主的给水处理工艺,面对严格的水质标准和严峻的水污染形势,传统的制水工艺已经逐渐显现出弊端,大部分水厂面临新一轮的技术升级和改造。膜分离技术有高效、低耗能、操作简单、无相变、无污染等优点,在诸多行业已得到广泛应用,在特别是在水处理领域应用越来越广泛。本文针对有着改造要求背景的广西来宾市某自来水厂,结合工程实践,通过小试和中试研究,考察了典型进水条件下,基于超滤的膜分离工艺对化学混凝出水水质的净化效果,并综合技术性和经济性分析,探讨了膜分离工艺替代传统砂滤工艺的可行性。小试结果显示,混凝工艺出水浊度范围在2~10 NTU时,超滤工艺可考虑采用价廉的PVC(聚氯乙烯)超滤膜;如浊度较高或者受到较重的膜污染时,超滤工艺则应选用抗污染性能相对较好的PVDF(聚偏二氟乙烯膜)超滤膜。基于水厂化学混凝典型的出水水质,试验确定选用PVC膜的超滤工艺。中试结果显示,超滤工艺出水浊度均保持在0.2 NTU以下,远低于新《标准》中小于1NTU的要求,浊度去除率均在97%以上。因浊度主要由SS(悬浮固体)贡献,表明超滤工艺对SS有良好稳定的去除效果。超滤工艺对水质的净化效果总体优于传统的砂滤工艺:①砂滤出水浊度受进水浊度影响大,而超滤除浊效果稳定,不受进水浊度影响。②超滤对水中CODMn的平均去除率为38%,比砂滤的CODMn去除率(12%)高26%;超滤对UV254的平均去除率为26%,高于砂滤的处理效果(约12%);超滤出水的氨氮平均去除率为34%,也明显优于砂滤出水。③尤其在暴雨时期,水质突变的情况下,砂滤工艺出水中的大肠菌群等微生物指标偶有超标,而超滤膜出水的微生物指标几乎不受高温、降雨等因素的影响,去除效果出色。由于清水河中天然有机物(NOM)含量偏低,再加上经化学絮凝+沉淀处理后,水中呈悬浮和胶体状态的有机物已得到有效去除,而超滤对于遗留下来的溶解性有机物去除效果也不佳,因此超滤膜对于CODMn、UV254等有机物指标的去除率相对较低。水厂水源清水河具有典型的南方地区水质特点,季节性特征明显,高温、多降雨伴随高浊度以及藻类高发。随着用水量的增加以及水质检测指标的不断完善与严格,水厂面临着扩建与原有工艺改造。絮凝–超滤膜系统在感官性状和一般化学指标、微生物指标以及有机物指标方面显示出较好的水质净化效果;同时在水厂扩建改造的基建费用的基础上,结合超滤膜系统的特点、混凝剂/絮凝剂、消毒剂的投加剂量,因地制宜的优化总体建设费用,可作为该水厂扩建改造的优选方案。膜污染是膜分离技术在实际应用中的主要问题,通过改良膜材料性质、采取适当的预处理方法、合理的膜清洗方式等,可以有效控制膜污染,增加膜的使用周期,保障膜在实际操作中运行的稳定性。膜污染机理复杂,需要更深入的探索,以便更有效地指导水处理的工程实践。