浸没式超滤膜工艺应用中几个问题及调整

北京地区3座采用浸没式超滤膜工艺的净水厂在实际运行过程中出现了一些影响工艺运行的现象和问题,其中膜丝材料老化、膜孔变形甚至断丝等现象加剧了初滤水现象,并对出水水质产生了不利影响;膜池污染物富集则一定程度上加剧了膜污染和膜丝间积泥,导致膜组件断丝现象加剧及清洗困难。对于运行而言,低温造成的反冲洗压差增加比产水过程的通量下降和跨膜压差增加的影响更为直接和难以克服。此外,实际运行过程的膜出水中有相当数量的微生物检出,表明仍存在着生物泄漏的风险。     

超滤膜在水厂运行中分离性能变化及膜寿命评价

通过收集分析东北地区某大型超滤膜自来水厂长期运行中的出水水质和膜通量等数据,考察超滤膜长期运行过程中分离性能的变化规律,评价超滤膜寿命。结果表明,超滤膜处理出水的浊度、菌落总数、藻密度以及耗氧量(CODMn)等水质指标稳定;但是超滤膜的比通量在运行过程中逐渐降低,在刚开始运行的前2年降低比较缓慢,后2年减低速度明显加快;对影响膜比通量下降因素进行分析发现,比通量的变化与超滤膜的累积产水量、浊度累积截留量、菌落总数累积截留量、藻类累积截留量、CODMn累积截留量等相关性较大。建立了两种膜寿命评价方法,一种是采用超滤膜化学清洗前后比通量对比法,得到的膜寿命为1 570d;另一种是采用月均最小比通量法,得到的膜寿命为1 255d。     

北江水源水混凝—沉淀—超滤工艺低通量中试研究

通过中试研究混凝—沉淀—超滤工艺处理珠江流域北江水源水低通量运行情况,并研究了天然有机物对超滤膜污染的情况。试验结果表明:混凝—沉淀—超滤工艺出水浊度在0.08NTU以下,膜滤后水2~10μm的颗粒变化在22~31个/mL,整个工艺对浊度、UV254、CODMn的去除率分别为99.3%~99.6%、12.5%~52.0%、30%~65%;当超滤膜通量21L/(m2·h),反洗周期8h,反洗时间1min时,跨膜压差每天增长0.32kPa,基本实现超滤膜长期运行较小不可逆污染通量;蛋白类和胞外聚合物是超滤膜污染的主要有机污染因素,部分腐殖质对不可逆污染也有贡献。     

粉末活性炭—超滤组合工艺处理长江陈行原水

以长江陈行水库原水为研究对象,探讨了粉末活性炭—超滤组合工艺对水中CODMn、UV254、浊度、氨氮等去除效果,评价投加粉末活性炭后超滤膜跨膜压差(TMP)的变化情况.结果表明:超滤膜出水CODMn均值为1.10 mg/L,平均去除率为48.7％,UV254均值为0.016 cm-1,平均去除率为76.2％;组合工艺对水中氨氮具有一定的去除效果,对总铁、总锰去除效果显著,出水浊度保持在0.031 NTU以下.粉末活性炭投加于沉淀池之前,对于改善出水水质、减轻膜污染起到了较好的效果.     

低水温条件下饮用水处理工艺超滤膜中试研究

超滤膜过滤是提升饮用水水质的有效手段,但在我国高纬度(低水温)地区的应用仍然十分匮乏。多家企业参与的超滤膜中试结果表明,以传统砂滤池出水为原水,膜过滤出水的浊度能基本维持在0.1NTU左右。膜过滤出水中颗粒物数受所使用的超滤膜产品的性能影响很大,其中大于3μm的颗粒物数中位数为6～900个/mL。若采用压力式过滤方式,即便水温低至1℃,多数膜组件的膜过滤通量能维持在55～75L/(m2·h)。膜污染速率与超滤膜特性关联很大,不同超滤膜产品之间可以相差1个数量级(或以上)。     

五种预处理方式对超滤膜处理松花江水的效能比较

采用中试对比考察了不同预处理方式(包括混凝、砂滤、混凝-砂滤、高锰酸钾-混凝-砂滤、粉末活性炭)对超滤膜渗透性能及其对去除松花江水中污染物的影响.结果表明:以松花江水为原水,在超滤膜之前进行预处理是必要的.其中单独混凝会使膜通量降低,投加高锰酸钾使膜通量显著增加,并可延缓膜通量的下降速度,投加粉末活性炭对提高膜通量作用不大;不同预处理均能保证超滤膜出水浊度低于O.3 NTU,大于2 μm颗粒数少于10个/mL;此外,不同的预处理均能提高超滤膜对水中有机物的去除效果,高锰酸钾-混凝-砂滤-超滤对DOC、UV254的去除率分别为37.5%、28%.     

PAC-UF工艺的膜污染特性及膜污染物质研究

针对污水处理厂二级出水在超滤膜(UF)工艺和粉末活性炭-超滤(PAC-UF)工艺中的运行,分析粉末活性炭(PAC)对膜污染的影响,并采用三维荧光光谱分析等方法分析膜污染的主要成分。试验分析表明,两种工艺中UF膜的膜通量均呈下降趋势而后趋于平缓,但PAC-UF工艺的下降趋势相对缓慢,说明PAC可以延缓膜污染的形成,但无法阻止膜污染的发生。根据三维荧光的分析,二级出水中的主要污染物为富里酸类物质和腐殖酸类腐殖质,溶解性微生物代谢产物和腐殖酸类腐殖质是造成可逆污染的物质,该污染物通过物理反冲洗可以被大部分去除;通过对碱洗液和酸洗液的分析,推测在PAC-UF工艺中造成UF膜片不可逆污染的物质为酪氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质和富里酸类物质,这三种有机物是造成UF膜片不可逆污染的主要原因。     

迪恩涡强化传质的理论与优化设计试验研究

研究了编织型中空纤维膜迪恩涡强化传质理论、优化设计理论、各种几何参数对渗透性能的影响,试验研究了线型/编织型中空纤维膜渗透性能对比和不同螺距编织型中空纤维膜渗透性能对比。结果表明采用弯曲管道流体窄隙理论优化设计编织型中空纤维膜组件,试验结果与理论分析计算一致;迪恩涡强化传质编织型中空纤维膜渗透性能,不但对污染溶液作用显著,同时对降低不含溶质的纯水渗透能耗也有明显作用。     

MBR中平板膜和中空纤维膜的运行特性对比研究

通过MBR膜分离单元处理污水处理厂生物池混合液的中试,分析了平板膜和中空纤维膜的跨膜压差(TMP)与间歇出水时间、曝气强度、膜通量、污泥浓度等运行参数的关系,比较了两类膜的运行特性。结果表明,两类膜的TMP上升速率随抽停比的增加而增大,最佳抽停比均为9min∶1min,抽停比变化对平板膜TMP的影响更为明显;平板膜和中空纤维膜的适宜曝气强度分别为1.20m3/(m2·h)和0.60m3/(m2·h);两膜的临界通量介于20~25L/(m2·h),平板膜的临界通量稍低于中空纤维膜;在8 000~15 000mg/L的污泥浓度内,平板膜的最佳运行污泥浓度高于中空纤维膜。对于处理规模为1万m3/d的市政污水A2/O-MBR项目,采用平板膜时项目总投资为4 200万元、运行成本为1.36元/m3,采用中空纤维膜时项目总投资为3 900万元、运行成本为1.19元/m3。     

二级出水中溶解性有机物对超滤膜污染的影响

利用XAD-8/XAD-4树脂将污水处理厂二级出水中的溶解性有机物(DOM)分为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI),研究其对PVDF超滤膜污染性能的影响.结果表明,二级出水中DOM对超滤膜污染的顺序为疏水性有机物＞过渡性亲水性有机物＞亲水性有机物.二级出水的五种组分中,重均分子量(Mw)呈现出HPO-A＞TPI-A＞HPO-N＞ HPI＞TPI-N的趋势,说明分子量大小与膜污染成正比.有机物对膜的污染程度和膜对有机物的去除率相关性不大.反洗对超滤膜去除有机污染的效果良好,特别是NaOH+NaClO的混合反洗水对有机污染物的去除效果最好,能够使膜的比通量恢复率达到58％.     

膜生物反应器处理生活污水运行效能研究

采用一体式中空纤维膜膜生物反应器(MBR)处理生活污水，稳定运行 结果表明：进水COD质量浓度180～350mg/L，COD容积负荷可达到2.2～2.8kg/( m³•d)，出水COD质量浓度13.2～22.8mg/L，COD的平均去除率为95.9％。膜组件对整个反应体系的净化效果起着重要的强化作用。     

中空纤维超滤膜错流过滤膜污染的犆犉犇模拟

利用有限元分析软件Comsol Multiphsics中的自由流动、达西定律以及物质传递耦合膜阻力公式,建立中空纤维膜的膜污染计算流体力学(CFD)模型,并通过实验室小试对模型参数进行了修正。结果表明,过滤初期,膜通量的快速下降是由于污染物质吸附作用在膜表面快速累积而引起的,随后,由于污染物质吸附达到动态饱和,同时滤饼层尚未形成,总阻力系数增长缓慢,因而通量下降亦较缓慢;最后,随着过滤的进行,已累积的污染物质在膜表面分布趋于均匀,滤饼层基本形成,此阶段通量下降较为明显。模型可准确地预测中空纤维超滤膜膜通量的变化,解析膜内污染物质浓度分布及其浓差极化层厚度动态变化,为研究膜内物质浓度分布可视化提供手段。     

超滤膜和微滤膜在生活污水回用处理中的应用研究

主要针对经二级生物处理后的机场污水 ,使用膜处理的方法进行深度处理 ,以期达到污水回用的目的。回用水的水质指标按照生活杂用水指标来执行。试验通过使用孔径为 0 2 5μｍ的中空纤维聚丙烯腈微滤膜和切割分子量为 1 0 0 0 0的中空纤维的聚砜超滤膜 ,对机场污水进行了试验及结果分析 ,同时为使试验数据具有普遍意义 ,还对北石桥污水处理中心的出水和兴庆湖入口处水样作了对比试验。试验流程如下 :超滤 :原水→格栅→原水泵→保安过滤器→超滤膜组件→滤后水 (浓缩水 )微滤 :原水→格栅→原水泵→微滤膜组件→滤后水 (浓缩水 )主要结论如…     

农村集中式供水一体化净水设备工艺与技术性能比较分析

从工艺与技术性能方面对多介质过滤、中空纤维膜超滤及旋转平板膜超滤这3种目前在我国农村集中式供水饮用水净化得到广泛使用的净水技术进行了介绍与比较。总体而言,多介质过滤工艺属于传统技术,受前期经济技术水平限制,出水水质远低于另外两种超滤膜净水工艺;旋转式平板膜超滤工艺与中空纤维膜超滤工艺相比,两者出水水质接近,都能在去除大部分有害物质同时保留人体需要的元素,但旋转式平板膜超滤工艺具有后发技术优势,对水源要求低,抗污堵能力强,膜使用寿命更长,综合技术经济指标明显占优,适用于农村集中供水,该项技术也适用于城镇水厂水质提升改造。     

短流程浸没式超滤膜工艺的膜污染控制研究

为了确定短流程浸没式超滤膜运行的最佳条件及清洗参数,通过试验考察操作条件的变化对浸没式超滤膜污染程度的影响。试验根据黄河水的水质特点,通过考察运行过程中跨膜压差的变化,分析了混凝剂投加量、膜通量、排污周期及膜清洗等操作条件对膜污染控制的影响。试验结果表明:超滤膜污染速率最低时的最佳混凝剂投加量为6 mg/L,最佳通量为30~40 L/(m2·h),最佳排污周期为5 h/次;同时,为了恢复正常的膜通量,需60 min进行1次物理性清洗,7 d进行1次维护性清洗,当物理性及维护性清洗难以恢复膜原有的处理能力时,需要采用化学药剂清洗消除膜表面的不可逆污染物。     

超滤膜-活性炭工艺在大型再生水工程中的应用

清河再生水厂规模为8万m3/d,是目前我国最大的以膜处理技术为核心的再生水厂,采用超滤膜-活性炭工艺处理城市污水处理厂二级出水,最终出水用于生活杂用及景观水体补水.介绍了工艺的设计、调试运行情况,该工艺运行稳定,自动化程度较高,对悬浮物及胶体颗粒的去除能力强,有助于提高再生水水质.     

CMF工艺处理再生水的工程实例及技术探讨

介绍了采用以 CMF 为主体工艺处理再生水的工程实例,包括 CMF 膜组件尺寸,设计参数及处理效果。工程实践表明,CMF 工艺能有效去除 SS、微生物等污染物质,且出水水质稳定,达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)标准。通过 CMF 进、出和反冲洗排水水质以及膜性能参数,分析了 CMF 工艺运行中的技术问题。     

湖泊水深度处理工艺的对比试验研究

为解决南方河网地区给水厂常规处理工艺出水中细菌和有机物超标等问题,进行了超滤膜处理滤后水的试验研究,结合O3-BAC工艺生产数据,对比分析两种深度处理工艺的效能.研究表明:O3-BAC工艺出水溶解性总有机碳(DOC)、高锰酸盐指数(CODMn)和UV254平均值分别为3.76 mg/L、2.51 mg/L和0.053 cm-1;超滤膜工艺出水DOC、CODMn和UV254均值分别为3.95 mg/L、2.85 mg/L和0.071 cm-1.超滤膜工艺出水浊度小于0.1 NTU,粒径＞2 μm的颗粒物为9～17个/mL,对细菌的去除率达到100%;O3-BAC工艺出水平均浊度为0.25 NTU,细菌数和颗粒数较高且波动较大.O3-BAC和超滤膜深度处理工艺分别增加运行成本0.21元/m3和0.187元/m3.     

基于PAM投加的高密度澄清池+超滤组合工艺中膜污染特征分析

通过小试及中试研究了净水厂高密度澄清池出水中残余PAM对超滤膜运行的影响。确定了单独过滤PAM时,膜表面的红外吸收特征,并与高密池后超滤膜表面ATR-FTIR分析结果相对照,明确了高密单元出水中残余PAM对超滤膜的污染性质及控制办法,为水厂高密度澄清+超滤组合工艺的高分子助凝剂的使用给出了合理的建议。     

大型饮用水压力式膜处理系统长期运行效果研究

杭州清泰水厂压力式膜系统设计总净产水量30万m3/d,采用压力式中空纤维膜。通过对已经投运近4年的水厂长期运行效果的研究,总结了整个处理工艺的净水效果,膜系统运行中的电耗、药耗以及长期运行中跨膜压差、渗透率的变化,可为今后膜处理水厂的设计及运行提供参考。