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城市水處理需求不斷增長，陶瓷膜隨著中國農村分散式供水需求的增長正在不斷推廣應用。9月13日，浙江天行健水務有限公司(以下簡稱“天健水務”)董事長陳鋒在“2023(第八屆)供水高質量發展論壇”上介紹了基于陶瓷膜的低碳短流程高品質現代化飲用水技術與裝備研發及示范。
01
陶瓷膜行業面臨的新機遇與新挑戰
飲用水廠迎來新的挑戰。2023年4月，新版《生活飲用水衛生標準》開始執行，GB 5749-2006 的106項調整到97項，相關指標(嗅味物質、消毒副產物)規定更為嚴苛。陳鋒指出，這其實恰好是陶瓷膜的發展機遇。
大家所認知的膜主要以有機膜為主，專注于陶瓷膜的天行健水務用了5年的時間學習了“什么叫做膜”，弄清楚陶瓷膜和有機膜之間的區別，把國際和國內上所有的陶瓷膜基本全部進行了應用和研究，并研發和生產出自己的陶瓷膜。
目前，無機膜中的陶瓷膜因其優異的材料性能，已成為膜領域發展最迅速、最具有應用前景的膜材料之一。
02
陶瓷膜水處理“短流程”工藝——未來水處理發展的方向
陶瓷膜水處理工藝流程主要是“氣浮+陶瓷膜”。陳鋒介紹，一些人認為氣浮是用于污水處理領域，事實上，膜在過濾的時候怕的不是無機物濁度，1400濁度(NTU)的污水進來，對陶瓷膜沒有任何的影響，照樣能夠保證200的通量。膜怕的是有機物，特別是農村用水看著很干凈，實際上里面含有大量的腐殖酸和絮凝狀膠體物，這類物質對膜有重要的影響，導致膜很難清洗，需要使用化學清洗方法。在工藝應用過程中，經過十年的努力，天健水務發現氣浮可以有效去除這類物質，所以認為“氣浮+陶瓷膜”是一組非常好的搭檔。
陳鋒介紹，在應用過程中發現，臭氧和陶瓷膜也是一對很好的搭檔，可以作為短流程工藝去推廣。前面的原水就用次氯酸鈉、高錳酸鉀、粉末活性炭作為應急投加藥劑，平時能不加盡量不加，就像家里用的感冒藥、胃藥、頭痛藥，備著但不用。因為用濁度的方法無法檢測有機物的含量高低，是否啟用氣浮主要關注跨膜壓差，如果反洗間隔時間小于6小時，說明原水水質發生了變化。我們用跨膜壓差的波動來自動檢測原水有機物含量是否增加，判斷氣浮是否需要開啟，如果不需要開啟氣浮，則直接用短流工藝。
如果藻類問題比較嚴重，如鐵錳超標，加入臭氧，對陶瓷膜而言則是邊用邊清洗，但是有機膜不適合，因為有機膜抗氧化效果沒有陶瓷膜好。針對余氯問題，天健水務自主生產的次氯酸鈉發生器可以確保管網的余氯。
陳鋒談到，“氣浮+陶瓷膜”是農村飲用水常用的標準流程，公司最近有一個項目全部采用“氣浮+陶瓷膜”工藝，聯用效果非常好。
陶瓷膜主要包括片式陶瓷膜、板式陶瓷膜和管式陶瓷膜，目前市場應用主要以板式陶瓷膜為主。從公司十多年的應用經驗來看，板式陶瓷膜不太適合飲用水的應用，比較適用于污水處理，因為它會讓清洗變得復雜，而化學清洗會給供水廠運行管理帶來很大的麻煩。
陶瓷膜機械強度卓越，化學穩定性強，運行維護簡單，親水好通量高，水資源回收率高，分離性能好，運行成本低，使用壽命長，廢膜可循環。陳鋒介紹，陶瓷膜最大的特性就是耐壓、抗壓，反洗可達到6~9公斤，但是板式陶瓷膜把它的優點浪費掉了，變成了有機膜的板式運行，這是非?？上У?。
“陶瓷膜的缺點是初始投資成本高，產品種類少，應用待提高。關于初始投資成本，如果從全生命周期來看，陶瓷膜與進口的超濾膜價格基本持平。”
陶瓷膜基本上以內壓式為主，板式膜為外壓式。內壓式膜的好處是容易清洗，沒有死角。天健水務目前正在研究取消反清洗的工藝，這與傳統有機膜的清洗方式是完全相反的。外壓式膜的死角比較多，有機膜的堵塞往往是兩邊膜端產生了很大的堵塞。
陶瓷膜污堵與清洗后示意圖
陶瓷膜應用在鐵錳超標10倍的情況下，拆下來看里面的陶瓷膜堵塞情況如上圖的左方圖片，在空氣中放了兩個禮拜，再裝上去，已經沒有通量，完全堵住了。經過酸洗和堿洗之后，通量已經恢復到了200，上圖右方是清洗之后的圖片。
有機膜污堵后清洗的難度比較大，陳鋒介紹，陶瓷膜垃圾滲濾液項目在排污端進行清洗的時候，出來的已經不是泥水，而是像面條一樣的泥漿了。但在這樣的情況陶瓷膜還是可以正常運行。
“減人減藥”、“短流程”、“高品質”、“無人值守”是現代化飲用水處理工藝追求的目標，也是天健水務研發創新一如既往追求的目標，陶瓷膜水處理的短流程工藝代表著未來水處理發展的方向。
03
陶瓷膜在全國多地推廣，十萬噸規模項目即將誕生
天健水務在行業領跑和深耕二十年，國內首家將陶瓷膜在飲用水中做了積極的探索和應用，該工藝設備已在全國多地，迅速推廣。陳鋒介紹，目前做的項目案例規?；径荚?千噸以下，還沒有達到萬噸級規模，但是國內馬上就會出現第一個十萬噸規模的陶瓷膜應用示范案例。
陶瓷膜在市政供水、農村供水、二次供水和農村污水四個方面都得到了廣泛的應用。
市政供水方面，陶瓷膜的使用壽命長；出水水質穩定，不受原水水質波動的影響；可以和傳統的飲用水凈化工藝有機結合，成為飲用水廠的補充工藝及深度處理工藝，進一步保障了水廠供水的安全性。
在日本，應用陶瓷膜技術處理飲用水最多，大約有118座以上的污水廠使用陶瓷膜，運行最久的陶瓷膜水廠至今已經有30年了，最大規模為17萬噸/天。
陶瓷膜也在新加坡蔡厝港(Choa Chu Kang)水廠實現應用，運行規模是18萬噸/天。
陶瓷膜在英國也有應用，英國水處理公司SouthStaffs Water透露其正在進行陶瓷膜過濾工藝升級其HamptonLoade水處理廠，該項目預計在2024年8月竣工，屆時每天可以生產2.1億升(5500萬加侖)水，可為70萬用戶提供服務，而這也意味著該工廠將成為全球最大的陶瓷膜水處理工廠。
此外，陶瓷膜還在丹東太平灣自來水廠(3600m³/d)得到應用。
陶瓷膜有一個特點，出廠水沒有波峰，按照正常的情況下，濁度永遠在0.05以下的，沒有反洗水的濁度波動。陳鋒介紹，常山宋畈自來水廠(2400m³/d)也是沒有氣浮裝置的，2400m³/d ，沒有硬化地面，直接在上面設計了鋼棚結構。
湖南藍山陶瓷膜水處理系統(5000噸/日)，用了5天時間安裝，2天調試實現通水，解決了疫情第一年湖南藍山縣的缺水問題。
目前在嘉興貫涇港水廠的陶瓷膜項目(5000噸/日)，項目已經運行半年，計劃運行一年，也是為了后面做陶瓷膜和超濾膜應用實驗。
在農村供水中，陶瓷膜工藝流程短，占地面積小，相比常規工藝，短流程水處理工藝即可穩定保障出水水質。適用于苛刻環境，抗微生物能力強，無論是溪溝水、小水塘等農飲水水源受限地，亦可穩定運行，保障出水水質。
天健水務結合氣浮預處理及絮凝消毒工藝為一體的全新水處理凈水裝置，采用全自動運行，充分解決了農飲水供水的難點和痛點。該工藝成套設備已在全國多地推廣，得到了水利部、浙江省、福建省、湖南省等相關領導的廣泛好評與高度贊揚。
此外，陶瓷膜抗壓能力卓越，能夠解決二次污染問題，水頭損失很小，有效地解決了供水最后一公里的問題。
共同富裕水先行，陶瓷膜是未來發展的方向。天健水務深耕水務行業20年，以“水保姆”的服務理念，實現了從“有水喝”、“喝好水”到“健康水”的社會責任。
做好水，做好水，就是行善積德。上善若水，知行合一，天健水務一直秉持“企業對員工負責、員工為客戶服務、客戶予企業信賴”的水循環企業文化理念，為人民天天能夠用上健康的水而服務。
原標題：陶瓷膜技術如何在短流程和多場景下實現“做好水”目標？
