关键词：饮用水处理；，膜污染；控制；预处理技术
1引言
超滤膜技术(uF)出水稳定、水质优良、环境友好．在国内外市政供水领域正逐步得到推广应用。同时，水体中胶体、自然有机物(NOMs)等污染物带来的膜污染问题正成为当下最为关注的问题。首先对膜污染机理及污染物组成进行了论述，然后重点介绍了混凝(沉淀)、吸附和预氧化三种预处理工艺。根据研究和工程案例，混凝/沉淀和KMnO预氧化是两为可靠的预处理手段。以粉末活性炭(PAC)为代表的吸附过程可以有效去除水体中的NOMs，但对膜污染的影响至今未有定论。在饮用水处理工程中，应尽可能避免投加的PAC与膜接触，可以考虑与强化絮
凝/高效沉淀工艺联用以降低对膜通量的影响
2饮用水处理中膜污染机理及污染物组成
膜污染是水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子在膜表而或膜孔内与膜发生物化作用，因吸附和沉积造成了膜孔孔径变小或堵塞，使膜通量呈可逆和不可逆降低的现象。
膜污染机理涉及到污染物与膜之间的物理、化学甚至生物作用，作用关系错综复杂，至今尚未有统一结论。理论上讲，粒径为0.1-10倍膜孔孔径(dp)的水体污染物会造成膜孔堵塞，>10dp的水体污染物主要造成滤饼层污染[1]。滤饼层污染以无机絮体为主，而造成膜孔堵塞的污染物成分较复杂。范青如等[2]对江苏芦泾水厂膜污染的分析表明，膜孔内污染物的主要成分包括Ca、Si等无机元素利芳香类蛋自质、多糖、富里酸等有机物。P．Xiao等通过ATR—FTIR对污染膜的分析发现，1000cm-1处具有明显的吸收峰，这是典型的多糖类污染物特征，1076～l079cm处的吸收峰为c一0键的伸缩振动，也可表明多糖的存往。1740，1650和1543cm-1处吸收峰则暗示了羰基和胺基的存在，可作为蛋白质的指示特征。1430cm-1处的吸收峰则暗示了羧酸的存在。
3饮用水处理中膜污染预处理控制技术
有效的膜污染控制手段可分为末端化学清洗(酸洗、碱洗)，中端物理清洗(气水反洗)和前端预处理工艺。针对饮用水处理超滤膜的末端化学清洗已有较为成功的商用指导手册，现有研究主要集中于特殊污染物的清洗手段及新型清洗剂的开发。有关中端物理清洗的实际上是对膜组件运行条件的优化，包括反洗强度(水洗，2~3倍膜通量；气洗，40~80m3m-2h-1)、持续时间(0.5~3min)、启动间隔(30~90min)等工艺参数，这需要根据进水水质和使用膜的特性来确定，由小中试试验和工程调试来具体确定。秉承污染从源头削减的原则，膜污染预处理工艺受到了研究者更多的关注。
常用的预处理主要有混凝、吸附、预氧化等手段。通过这些手段可以有效削减原水水体中的SS和NOMs，使膜过程中的可逆和不可逆污染得到控制。当然，也有工程案例在原水水质较好时省略了预处理过程，美国加州现运行的25个超滤膜水厂中有7个采用了原水直接进膜的工艺，其中处理量最大的是TwinOaksValley水厂，达37.8*104m3/d。但近年来更多的人强调了预处理的必要性，虽然原水直接进膜工艺在前期投资上略有减少，但好的预处理工艺能使膜的设计通量更大，从而减少膜使用面积，同时在降低清洗成本和延长膜寿命上也处于有利地位。
3.1氧化预处理
氧化预处理是国内外研究中常用的一种预处理方式，常用的氧化剂主要有臭氧、液氯和高锰酸钾等。由于氧化剂可以与水中有机污染物发生反应，破坏有机物分子结构，减少进入膜孔和沉积在膜表面的污染物数量，因此氧化预处理可以降低有机物造成的膜污染。此外，臭氧对水中溶解性有机物和UV254含量也有很显著的去除效果。臭氧预处理天然有机物原
水对陶瓷膜的膜污染影响发现，臭氧可以降低溶解性有机物含量，并且可以显著降低由腐殖酸造成的膜污染。但也有研究得出了不一样的观点。原因是臭氧氧化会杀死水中的微生物并破坏微生物细胞，使得胞内有机物释放到水中，导致超滤膜跨膜压差升高，加剧了膜污染。但是必须注意的一点是，投加臭氧氧化水中有机污染物并不能完全反应，水中残留的臭氧会与有机高分子材料的膜发生反应，破坏超滤膜结构。因此，选用臭氧作为氧化剂进行膜前预处理的方法时，只能选用非有机材料的陶瓷膜作为后续处理工艺联用。除了臭氧氧化预处理，国内外研究中也常将高锰酸钾作为氧化剂用于膜前预处理。综上所述，氧化预处理可以降低水中大分子有机物含量，并对缓解超滤膜污染有一定的积极效果。但是选用有机高分子膜处理城市污水或天然水源水时，应尽量减少使用臭氧作为氧化剂进行膜前预处理，而应该考虑其他氧化剂(例如高锰酸钾)对水样进行氧化预处理。
3.2吸附预处理
水中的有机污染物是造成超滤膜污染的重要因素，吸附剂可以吸附水中有机污染物，有效降低污染物的含量，从而减少进入膜孔和沉积在膜表面的有机污染物质量，减缓膜污染。粉末活性炭是一种具有大比表面积、强吸附能力等优点的常用吸附剂，被广泛应用于与膜技术联用的膜前预处理。粉末活性炭与超滤或微滤联合工艺可以有效去除天然有机物和人工合成有机物，维持较高的膜通量，提高了出水水质。投加粉末活性炭使得进水中的有机物种类减少，并降低了色谱峰的总面积，表明联合工艺对于水中有机污染物的去除效果明显优于未投加粉末活性炭的条件。但是一些学者的研究得出了不一致的结果。无论是否对进水进行臭氧氧化预处理，投加粉末活性炭均会导致再生纤维超滤膜的通量升高，加重膜污染。微滤膜在处理含有胶体有机物的进水时，粉末活性炭的投加并不能去除水中胶体物质，而投加的粉末活性炭会与胶体物质相互作用，形成更加密实的滤饼层，导致膜污染加重。此外，粉末活性炭对减少膜污染的效果还取决于超滤膜的材质，尤其是膜的亲疏水性。粉末活性炭并不能加重或减轻疏水性超滤膜的比通量下降情况，但是却可以缓解亲水性超滤膜的比通量下降情况。
3.3混凝
原水中中性有机污染物是造成微滤膜污染的主要原因，而混凝预处理可以有效提高天然有机物的去除率，进而减轻微滤膜污染。超滤膜的跨膜压差增加幅度明显小于未投加混凝剂时，表明投加混凝剂对于维持较低操作压力和缓解膜污染有较好的效果。投加铁盐混凝剂对天然有机物引起的超滤膜膜污染影响发现，过量投加的混凝剂会导致沉淀析出，对超滤膜的性能产生不利的影响，加剧膜污染[2]。此外，不同材料的膜对于混凝效果也有一定的影响。混凝剂对微滤膜处理天然有机物效果影响发现，天然有机物的去除和其对膜污染的影响受到水中有机污染物类型、形成絮体的性质和膜材料的影响。氯化铝混凝剂对DOC的去除率达到80％以上，对UV254的去除率达到75％～93％，但是对于膜污染而言，混凝剂的投加对聚丙烯超滤膜并没有明显效果，而对聚偏氟乙烯膜的膜污染减轻效果明显。
4饮用水处理中膜污染控制发展前景
膜污染问题是一类涉及圄一液系统的复杂过程，它涉及污染物(如NOMs)、水以及界面(水/膜、污染物/水、污染物/膜)间的物理过程和化学反应。结合研宄和实际工程案例，常规混凝沉淀和KMnO预氧化/混凝沉淀是当前两种较为可靠的预处理手段。在线混凝预处理对混凝条件的控制要求较高且在高浊原水时易造成困扰，尽管在加药量和前期投资上具有一定优势。03是一种高效预氧化剂，但至今对有机膜材料老化影响的研宄相对匮乏，与陶体中的N0M，但对膜污染的影响至今未有定论。
5结语
实际应用过程应用中，应尽可能避免投加的粉末活性碳与膜接触，可以考虑与强化絮凝和高效沉淀工艺联用。除上述前处理工艺外，研究人员还在磁性树脂MIEX吸附、生物法降解工艺上做了大量工作，将来可能具备较好的应用前景，值得关注。此外，预氧化剂及物化清洗对膜材料老化现象的研究目前较少，研究和工程技术人员应格外关注，这对提高膜产品的使用周期同样关键。
参考文献
[1]范青如，肖萍，肖峰，等．浸入式短流程超滤膜生产工艺过程膜污染的形成与控制[J]．环境科学，2011，32(5)：1351-1356．
[2]范青如，张效刚，徐兰珍．长江原水超滤前的预处理工艺研究[J]．中国给水排水，2011，27(7)：75-79．
[3]雷玉山，杨晓宁，刘运松，等．常温贮藏猕猴桃果实的生理变化[J]．西北农业学报，2005，14(3)：91-97．