短流程超滤工艺在沙河市水厂的应用研究

以浸入式超滤膜为核心的短流程净水工艺,是将混凝预处理、超滤、污泥浓缩和排泥等工序整合在一个构筑物中运行的一项新技术。结合该工艺在河北省沙河市城区水厂的运行,分析了其净化效能及膜污染情况。短流程超滤工艺的出水浊度保持在0.1 NTU以下,对浊度、CODMn和DOC的平均去除率分别为95.3%、60.5%和26.2%,同时对微生物的去除效果显著,出水水质完全符合饮用水标准。通过扫描电镜和三维荧光对膜污染的形貌和组分进行分析,考察了不同清洗药剂的清洗效果。超滤膜经化学清洗之后跨膜压差明显降低,膜性能的恢复效果十分理想。     

浸没式超滤膜净化西江水中试研究

分析了浸没式超滤膜处理西江水的净水效能及运行稳定性,探讨了超滤膜化学清洗的效果。结果表明,原水分别经过混凝沉淀—超滤和混凝沉淀—砂滤—超滤两种工艺处理后,出水水质均有很大提升,出水平均浊度分别为0.07、0.06 NTU;中试运行过程中,对COD_(Mn)的平均去除率为20%,略优于常规处理工艺;出水中均未检测到剑水蚤、红虫等微型动物。对超滤膜进行化学清洗后跨膜压差恢复显著,清洗后TMP_(20℃)由33 k Pa降至16 k Pa。两种工艺的TMP_(20℃)平均增长速率分别为0.33、0.10 k Pa/d,超滤膜系统的跨膜压差增长缓慢,运行相对稳定。     

不同超滤组合工艺对滤池反冲洗废水的处理效能

为了探究超滤对滤池反冲洗废水的处理效果及其组合工艺对膜污染的控制效能,采用直接超滤、在线混凝/超滤、混凝/沉淀/超滤3种不同工艺处理滤池反冲洗废水。结果表明,3种工艺对浊度的去除率都在99.5%以上,出水COD_(Mn)均在1.20 mg/L以下,表明超滤对浊度和COD_(Mn)具有优异的去除效果;直接超滤工艺对UV_(254)的去除率为(26.93±4.14)%,而在线混凝/超滤工艺与混凝/沉淀/超滤工艺对UV_(254)的去除率分别可达到(37.41±3.57)%和(40.87±6.22)%,明显优于直接超滤工艺;3种工艺对原水中荧光类污染物的去除效果均不明显;通过分析3种工艺的出水水质、膜污染情况以及傅里叶红外光谱图和膜表面形貌图发现,直接超滤造成的膜污染最为严重,且不可逆污染占主导,出水水质情况表明预处理能够降低超滤进水污染物负荷,并且改变水中污染物形态,因此预混凝能够有效缓解膜污染,而混凝/沉淀/超滤工艺对膜污染的缓解效果最好;同时,膜污染模型拟合结果表明,滤饼层过滤和临界阻塞是引起直接超滤膜污染的主要原因。     

混凝-超滤工艺处理滦河水的中试研究

采用混凝—超滤工艺进行了处理滦河水的中试研究,考察了混凝剂投量和混凝反应时间对膜出水水质及跨膜压差的影响。结果表明,在三氯化铁投量为6 mg/L、混凝反应时间为7.5min时,系统对污染物的去除效果较好,对CODMn的去除率为48.7%,膜出水的CODMn〈2.0 mg/L,浊度〈0.1 NTU;此时的跨膜压差相对较小且随运行时间增长缓慢。在高温、高藻期,预氯化有助于提高系统对有机物的去除率并可减缓膜污染;EFM清洗方式可使膜系统长时间在较低的跨膜压差下运行,是延缓膜污染的有效手段。     

超滤工艺处理引黄水库高藻原水的中试研究

采用混凝沉淀-超滤工艺处理山东某引黄水库的夏季高藻原水,研究了PVC合金超滤工艺的除污染物效果,并与同期水厂出水进行了比较,分析了超滤膜的运行稳定性和技术经济性。试验结果表明,超滤工艺可以显著去除藻类、致病微生物,出水浊度低于0．1NTU,组合工艺对有机物总去除率在35％左右。预处理能够有效延缓膜污染,提高系统的运行稳定性。     

直接超滤/吸附-超滤工艺处理东江水中试对比研究

探讨了两种不同超滤组合工艺对东江微污染水源水的处理效果,并对两种工艺的膜污染情况进行了对比分析。试验表明,在10 L/(m2·h)的通量下,直接超滤工艺和混凝沉淀-活性炭吸附-超滤组合工艺对东江水的浊度和氨氮都有很好的去除效果,均能在低通量运行条件下稳定去除氨氮;与直接超滤相比,混凝沉淀-活性炭-超滤组合工艺能更好地去除水中的腐殖酸类、富里酸类和蛋白质类有机污染物。在膜污染方面,由于采用低通量运行,两种工艺的膜污染增长缓慢,未见不可逆污染。直接超滤工艺稳定运行后反冲洗周期为1 d,在混凝沉淀-活性炭的预处理条件下,超滤系统可实现60 d稳定运行而不进行物理清洗,使膜污染得到有效控制。     

超滤一体化装置处理低温期闽江水的效能研究

针对闽江水质特征,开发了混凝/沉淀/超滤一体化装置,并通过中试考察其在低温水质期对闽江水的净水效能。试验结果显示:在水温为9~15℃的低温水质期,一体化装置运行稳定之后,出水浊度平均为0.085 NTU,远低于水厂传统工艺出水浊度;出水COD_(Mn)平均为1.34 mg/L,对CODMn的平均去除率为58.8%;超滤对细菌的去除率可达99%以上,出水菌落总数最大不超过3 CFU/m L。低温水质时期系统的平均产水率为95.9%;恢复性化学清洗(CIP)能够有效缓解膜污染,提高超滤膜的过滤性能,CIP之后的出水浊度显著改善,膜通量提高了11.9%。水温会影响超滤膜的过滤性能,11.0℃时的膜比通量为14.4℃时的88%左右,水温越低,超滤系统的膜比通量就越小;通过缩短过滤时间或增加反冲洗时间可以提高超滤膜通量,增加系统的反冲洗时间对提高系统通量的效果更好,且耗电量的增加量也相对较小。     

碳泥回流对于超滤组合工艺的影响

南郊水厂二期采用"气动絮凝—短程沉淀(碳泥回流)—超滤—二氧化氯消毒"短流程超滤组合工艺,该组合工艺用超滤膜池取代滤池,将沉淀池长度缩短2/3,减少了水厂建设成本,同时通过回流高浓度含炭污泥节省了活性炭投加量,降低了水厂的运行成本。二期短流程组合工艺通过碳泥回流提高了整体的净水效能,可以稳定高效地去除浊度、微生物和藻类,对COD_(Mn)、氨氮、UV_(254)的平均去除率分别为39.48%,51.23%和48.6%,出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。但是在水量较大时,短程沉淀池的沉淀效果不理想,超滤膜池进水浊度较大,导致超滤膜跨膜压差上升较快,物理清洗以及维护性清洗频繁。因此,有必要进一步提高短流程沉淀池的沉淀效果,控制超滤膜的进水浊度。     

超滤技术在给水处理中的运用及运行特性研究

采用混凝/沉淀/浸没式超滤工艺处理西江原水,考察了浸没式超滤工艺对CODMn、氨氮、浊度和颗粒物的去除效率,研究了试验期间系统跨膜压差(TMP)的变化,确定了超滤工艺适宜的跨膜通量,最后探讨了不同化学清洗方法对膜污染的控制.试验结果表明:混凝/沉淀/浸没式超滤工艺出水水质稳定,处理效果安全可靠,膜出水CODMn和氨氮浓度均达到了《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)和《饮用净水水质标准》(CJ 94-2005);膜出水浊度＜0.1 NTU.当膜通量在30 L/(m2·h)左右时,TMP增长缓慢;当膜通量＞40 L/(m2·h)时,膜污染严重,TMP增长明显加快,故实际工程应选择适当膜通量.采用先酸(HCl)洗后碱(NaClO)洗的化学清洗方法可以有效控制膜污染.     

短流程超滤工艺处理东江水中试研究

超滤在饮用水处理工程中的应用还存在流程长和净水功能发挥不充分等问题,导致运行费难以降低,限制了其推广应用。为此,通过构建直接超滤、微絮凝/超滤和混凝/沉淀/超滤三种短流程超滤工艺,并结合低通量运行技术进行中试研究,考察了各工艺的除污效能和运行稳定性。研究结果表明:三种短流程工艺对东江源水均能取得良好的处理效果,其中混凝/沉淀/超滤工艺对有机物的去除效果最好,微絮凝/超滤和混凝/沉淀/超滤能够稳定去除氨氮,而直接超滤则受到运行阶段的影响,三者在去除浊度上无明显差异;直接超滤和微絮凝/超滤工艺在低通量下运行时,污染缓慢且未见不可逆污染,但直接超滤工艺受原水水质影响较大,混凝/沉淀/超滤工艺能够在较高通量下低污染运行,但污染的可逆性较差,且投药量控制不佳时会导致污染速率显著增加;腐殖酸、富里酸和蛋白质类有机物均会引起膜的不可逆污染。     

平板超滤膜在微污染水源水处理中的应用研究

为解决微污染水源水处理难题,采用浸没式平板超滤膜进行了超滤直接处理微污染水源水的现场中试研究.结果表明,直接超滤对微污染水源水中浊度的去除率＞99.0%,出水浊度＜0.1 NTU;对CODMn的去除率为25.8%～46.9%,出水CODMn＜2.5 mg/L;对UV254的去除能力相对较低,平均去除率为13.3%;超滤膜跨膜压差的增幅和过滤时间呈较好的线性关系;辅助空气表面冲洗可明显降低跨膜压差的平均增长速率,膜清洗效果明显改善.     

超滤工艺处理含藻湖库水的中试研究

针对湖库水在夏季藻类含量过高的情况,采用以超滤为核心的组合工艺进行处理,考察了超滤中试系统对藻类的去除效果。结果表明,超滤系统出水的浊度、CODMn、细菌数量等指标均优于GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,出水浊度为0.1 NTU,CODMn平均去除率为40.0%;前加氯有助于有机物和细菌的去除,CODMn去除率提高了5.8%,膜出水的菌落总数有所减少;超滤系统出水平均藻密度为4.6×104个/L,低于卫生部推荐《饮用水源中藻类卫生标准》警戒限值,也远小于水厂工艺出水藻密度;在超滤之前增加预处理工艺能有效改善超滤过滤性能,膜过滤水厂沉后水的SF比直接过滤原水高出45%左右。超滤膜恒压运行时,0.055 MPa时的膜通量比0.040 MPa时高32%左右,但降低跨膜压差,维持相对低一些的膜通量可以使系统产水更加稳定。因此,采用以超滤为核心的组合工艺能有效地控制湖库水中的藻类,保障饮用水安全。     

不同深度处理工艺净化太湖高藻原水的中试研究

采用常规处理/臭氧/生物活性炭、超滤/臭氧/生物活性炭与超滤/纳滤3种不同工艺处理太湖高藻原水,通过中试比较3种工艺对水体中污染物的去除效能,并从三维荧光光谱和有机物分子质量两方面研究了不同工艺对有机物的去除机理。结果表明,超滤/臭氧/生物活性炭组合工艺对浊度、UV_(254)、藻密度和叶绿素a的去除效果最好,平均去除率分别为99.96%、96.40%、99.39%和98.75%;超滤/纳滤组合工艺对COD_(Mn)的平均去除率最高,为92.73%;常规处理/臭氧/生物活性炭组合工艺对氨氮的平均去除率最高,为84.21%。在线混凝可有效控制膜污染,保证系统的长期稳定运行;3种工艺在污染物去除方面各有优势,但膜组合工艺的处理效果更稳定。     

在线混凝/超滤工艺处理低温、低浊源水的研究

研究了在线混凝/超滤工艺对北方低温、低浊源水的处理效果,并与直接超滤的处理效果进行对比.结果表明,直接超滤与在线混凝/超滤对浊度的去除基本无差别,所有超滤产水水样的浊度值均低于0.1 NTU;在线混凝/超滤工艺可显著提高对有机物的去除率,且对有机物的去除效果与混凝剂投量有关;在线混凝/超滤工艺对大分子有机物的去除效果提高显著,但对小分子有机物(特别是分子质量<1 ku的有机物)的去除效果提高不明显;在线混凝/超滤工艺可显著减缓膜污染,其膜污染类型主要是可逆的外部污染.     

超滤膜冲洗废水回用强化处理低温低浊水的研究

考察了超滤膜冲洗废水回用对混凝/沉淀/超滤组合工艺处理低温低浊水的影响。结果表明,膜冲洗废水回用对组合工艺的处理效果有明显的强化作用,同时可延缓膜污染。当回用比例为8%时,组合工艺出水浊度和消毒副产物前质与不回用时基本相当,而出水TOC和残余铝浓度则分别可降低0.34和0.023 mg/L;单位过滤周期内跨膜压差平均增幅为不回用时的56.78%,同时水力清洗效率可提高到84.18%;另外,膜冲洗废水回用可使超滤工艺产水率从89.73%提高到97.30%。     

低温期PVC合金超滤膜净化滦河水的中试研究

研究了在低温条件下PVC合金超滤膜处理北方地区微污染水的净水效能。试验结果表明,传统预处理工艺与超滤技术结合使用,能有效改善出水水质。试验期间,膜出水平均浊度为0.047 NTU,超滤膜系统对CODMn的平均去除率为33.1%,对TOC的平均去除率为23.9%。同时,超滤膜出水细菌总数基本未检出,大肠杆菌从未检出,有效提高了饮用水的微生物安全性。针对该试验水质条件,当通量为40 L/(m2·h),过滤周期为30~35 min,维护性清洗周期为3 d时,能保证超滤膜系统的良好运行。     

粉末活性炭—混凝—超滤联用处理含藻水的研究

考察了直接超滤、混凝-超滤、粉末活性炭（PAC）-超滤和PAC-混凝-超滤四种工艺对含藻水的处理效果及超滤膜的运行性能。试验结果表明,四种工艺对浊度、藻类均有较好的去除效果,出水中均未检出藻类,且浊度均低于0．2NTU;PAC-混凝-超滤联合处理工艺对有机物的去除效果最好,对UV254和TOC的去除率分别可达到32．99％和46．72％,且该工艺能有效缓解超滤膜直接过滤所产生的膜通量迅速下降及反冲洗后难以恢复的问题。     

粉末活性炭和超滤组合工艺处理低温低浊水试验研究

通过浸没式超滤试验考察了粉末活性炭和超滤组合工艺对低温低浊水的净水效能以及对膜污染的缓解作用,并对其机理进行探讨.试验结果表明,粉末活性炭和超滤组合工艺处理低温低浊水时,能够降低膜表面的负荷,对可逆污染和不可逆污染具有一定的缓解作用;粉末活性炭投加量为10mg/L时,粉末活性炭和超滤组合工艺出水的浊度低于0.06NTU,对CODMn,UV254的平均去除率分别为20.9%,25%,比单纯的超滤工艺的去除率分别提高了10%,15%.     

不同工艺与超滤组合处理地表原水的对比研究

分别采用混凝/沉淀/超滤工艺和混凝/沉淀/砂滤/超滤工艺处理滦河原水,考察了两种组合工艺的处理效果,并对其中的超滤技术进行经济评价,以期为传统给水厂的改造提供参考。结果表明,超滤在两种组合工艺中都表现出良好的处理效能,对浊度的去除率可达90%以上,对细菌总数和总大肠菌群的去除率高达100%,但混凝/沉淀/砂滤/超滤组合工艺的出水水质比混凝/沉淀/超滤组合工艺的要好且更稳定;另外,超滤与混凝/沉淀/砂滤工艺组合时的运行费用比与混凝/沉淀工艺组合时要低。在对给水厂进行改造时,可通过综合比较来决定是否保留或采用砂滤工艺。     

超滤膜深度处理长江原水的中试研究

采用混凝/沉淀/超滤组合工艺在低温、低浊期对长江原水进行深度处理,考察了超滤膜在低温、低浊期对污染物的去除效果.中试开始于上一个化学清洗周期结束时,此时跨膜压差较低,利于研究温度对跨膜压差的影响.中试结果表明,无论膜前水质如何,膜系统的出水浊度都在O.1 NTU以下,可见该膜工艺对原水水质具有良好的适应能力;该膜工艺对COD<,Mn>的总体去除率在20%左右,但其对UV<,254>的去除效果很不明显;膜系统对总铁的去除效果非常显著,且不管进水水质有多大波动,产水的总铁和锰含量都可长期保持在0.05 mg/L以下.采用沉淀出水作为超滤膜的进水,对减轻膜污染负担有一定的效果,从而减少了药剂清洗所带来的经济损耗.