超滤过程中膜污染控制和膜清洗的研究进展

超滤技术应用过程中出现膜污染,致使膜通量降低.通过对污染物的成分、膜污染的形成过程,膜材料、原料液、操作条件对膜污染的影响分析,论述了通过原料液预处理、膜材料和膜组件改进、操作条件控制和操作过程控制减轻膜污染,利用物理清洗和化学清洗尽可能恢复膜通量.     

超滤直接过滤微污染水的膜污染清洗研究

针对微污染珠江水会对超滤膜产生的无机物、有机物、微生物等污染,利用超滤直接过滤珠江水,采用多种化学清洗剂对超滤膜进行了清洗试验,考察了几种化学清洗剂对污染膜的清洗效果。试验结果表明:酸、碱、NaC1O溶液对膜通量的恢复都有一定的效果,但是都不能使膜通量恢复到初始水平,NaC1O对超滤膜膜通量的恢复效果优于单一NaOH碱溶液、HCl清洗、柠檬酸清洗效果;NaOH和NaClO、NaClO和表面活性剂复合清洗剂对膜通量的恢复均有较好的效果,3.0 g/L NaClO和2.0%NaOH复合溶液、2%NaOH、3.0 g/L NaClO和0.25%SDS复合溶液清洗后膜通量恢复率高达98%以上。     

含聚污水对离子交换膜污染的影响

试验借助于溶液电导率的测量,分别考察了聚合物、固体悬浮物和原油对离子交换膜的性能影响情况,并对污染后的离子交换膜进行扫描电镜和能谱分析.结果表明:聚合物分子链很长,远大于离子半径,虽然在膜表面聚集,但不能形成孔径<1 nm的致密层,从而不会对膜造成污染;对膜造成污染的主要物质是原油和悬浮物;原油在膜表面由于范得华力吸附形成致密的一层油膜,影响离子通过离子交换膜.固体悬浮物在水中带负电,在电场的作用下向阴膜迁移,从而对阴膜造成污染.     

大蒜浆液超滤中膜污染的研究

本文研究了不同操作条件下,大蒜浆液超滤过程中渗透流量随时间变化的关系;考察了蒜蛋白等大分子在不同超滤膜中的吸附特性,进一步确定了这些大分子在超滤膜中的吸附对渗透流量的影响.实验结果表明:通过搅拌可迅速提高大蒜浆液在超滤过程中的渗透流量;采用亲水膜作为超滤膜比采用疏水膜的效果更为显著,亲水膜对蒜蛋白等大分子的作用力及吸附量也比疏水膜小,较适合于大蒜油萃取工艺中的破乳过程;大蒜油在渗透液中的浓度及膜污染程度都受料液pH 值影响,最适宜的 pH 值约在4.5附近.     

微絮凝-超滤联用工艺处理低温水膜污染的机理

通过微絮凝-超滤联用工艺处理不同温度水样,研究了微絮凝过程中有机物的去除效果、形成絮体特性的差异以及温度的不同所造成超滤膜污染的主要机理。结果表明:微絮凝过程对低温水样的有机物去除率优于常温水样;尽管不同温度水样微絮凝过程中形成絮体的大小差异不大,但低温水样形成絮体的分型维数要明显小于常温水样,这说明低温水样形成的絮体结构更加疏松;不论是低温水样还是常温水样,滤饼层阻力都在造成膜污染的膜阻力因素中占主导地位,与常温水样相比,低温水样有较高的相对膜通量,说明低温水样形成的絮体造成的膜污染程度要比常温水样轻,这与低温条件下所形成絮体的特性密切相关。     

NAFC气浮处理含藻水的试验研究

随着水污染的日益加重和水体的富营养化，湖水或水库经常发生季节性的藻类繁殖。因此，如何有效处理含藻水是人们面临的一个难题。文章报道了采用机械散气溶气气浮柱(NAFC)气浮处理含藻水的试验研究。结果表明：PAM用量为1．5mg／L、PAC用量为60mg／L、两进水口间距为160cm和回流比为20％的条件下，原水浊度从42NTU下降到4NTU，CODMn从24．8mg／L下降到4．3mg／L，SS从75．8mg/L下降到6．5mg／L，出水水质达到《生活饮用水水源水质标准》CJ3020-1993Ⅱ类标准，为下一步净化处理创造了良好的条件。     

粉末活性炭-超滤一体化工艺处理微污染水中试研究

采用常规混凝沉淀结合粉末活性炭-超滤一体化中试工艺处理北江水, 经过70 d连续运行, 考察了投炭量对浊度、UV₂₅₄、COD_Mn去除率、膜污染的影响以及清洗时间对膜污染清洗效果的影响.结果表明, 粉末活性炭可有效提高有机物去除率, 在5、10和20 mg/L投炭量下, 粉末活性炭-超滤一体化工艺对UV₂₅₄去除率分别增加至27.00%、43.17%和52.97%, 对COD_Mn去除率分别增加至6.70%、20.91%和22.98%, 5~10 mg/L投炭量可满足试验水质条件下经济性和出水水质的要求;在投炭周期24 h内, 有机物去除率逐渐下降并最终趋于稳定;粉末活性炭投加对缓解膜污染有一定效果;采用NaClO进行膜污染清洗时, 浸泡4~6 h可基本使膜通量恢复.     

混凝-助凝-超滤工艺处理地表水膜污染

为考查混凝剂种类对混凝-助凝-超滤工艺处理较高浊度地表水时膜污染的影响,采用动态测絮体粒径的马尔文粒度仪和微型超滤系统研究聚合氯化铝(PACl)和三氯化铁(FeCl_3)与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)联用形成的絮体对超滤膜污染的影响.结果表明,固定混凝剂投量(PACl和FeCl_3为3 mg/L),当PAM投量在0~0.4 mg/L时,絮体粒径增至1 000μm,相对于单一投加PACl(3~370μm)和FeCl_3(360~420μm)时增长明显,且随投量增加比通量增大(PACl:0.56~0.64;FeCl_3:0.71~0.76)、滤饼层阻力减小(PACl:由0.90×10~(-11)降至0.52×10~(-11)m~(-1);FeCl_3:由0.47×10-11降至0.28×10~(-11)m~(-1));然而当PAM投量增大为1.0 mg/L时,比通量明显减小至0.48,而滤饼层阻力显著增加至1.55×10~(-11)m~(-1).因此,助凝剂PAM存在最优投量(0.4 mg/L)膜污染最小.结合纳米粒度仪和扫描电镜证明滤饼是主要污染机理,但膜孔堵塞在PAM投量高时明显.     

高密度沉淀池-超滤组合工艺处理微污染水中试

采用高密度沉淀池-超滤组合中试工艺,处理存在低温、低浊、高藻、高有机物等特点的微污染原水.试验结果表明,组合工艺对浊度、藻类及微生物指标的去除效果极佳,出水浊度值在0.07~0.09 NTU,藻类基本全部去除,未检测出总大肠杆菌群;组合工艺的COD_Mn和氨氮去除率分别达到31.12%和52.65%,具有良好的处理效果.在高密度沉淀池中投加3 mg/L和5 mg/L的粉末活性炭,可使COD_Mn去除率分别提高至38.6%和44.6%,超滤出水ρ(COD_Mn)已远低于3.0 mg/L,并能延缓膜污染,降低跨膜压差增长速度,有效延长超滤膜的化学清洗周期.     

粉末活性炭-超滤工艺处理微污染水中试研究

基于超滤膜对有机物去除率低、膜污染严重的现状,分析了粉末活性炭协同超滤膜运行效果．采用粉末活性炭一超滤（PAC—UF）组合工艺处理微污染原水,对比了PAC—UF组合工艺与单独UF工艺对浊度和有机物的去除效果．研究了PAC投加量对PAC—UF组合工艺的污染物去除效能以及对超滤运行性能的影响．结果表明：通过与PAC联用,UF工艺对有机物的去除率明显提高,对cODMn和UV254的去除率均在569／6以上,并随着投炭量的增加呈递增趋势．组合工艺对浊度的去除率很高,但出水浊度略高于单独UF工艺,并且随着投炭量的增加略呈上升趋势,但均低于0．20NTU．投加PAC能够有效减缓膜污染,随着投炭量的增加,跨膜压差增长变缓;但过大投炭量反而会加剧膜污染的速率,最佳PAC投加量为2～10g／L．     

MIEX和臭氧、活性炭、超滤、强化混凝等工艺联用在饮用水处理中的效果

MIEX是强碱性阴离子树脂,它的小颗粒大比表面积及内部的磁性氧化铁使它具有快速凝聚和沉降性能及高离子交换率,它的最大优点就是能连续操作,被用来处理水中各种有机污染物.并从不同水源水质、不同季节、接触时间、初始质量浓度及投药量等方面阐述了MIEX和其他工艺,如臭氧、活性炭、超滤和强化混凝等联用效果,分析去除NOM,THM和农药过程中的影响因素,为我国在水处理技术上开发一个经济、环保以及满足日益提高的水质标准的新工艺提供技术依据.     

粉末活性炭-超滤组合工艺处理沉后水的试验研究

采用超滤与粉末活性炭组合工艺处理某水厂沉淀池出水,对比不同浓度（0、10、20和40mg/L）粉末活性炭对水中污染物的去除及对膜运行性能的影响。结果表明,随着粉末活性炭浓度的增加,粉末活性炭-超滤组合工艺对UV254和CODMn的去除效果也增强。同时,粉末活性炭可以有效延缓膜污染,对维持超滤膜长时间稳定运行起到重要作用,膜在污染后经过化学清洗后可以基本恢复。     

含氯水反冲洗对超滤膜污染的去除效能研究

构建一种新型膜污染控制技术——含氯水反冲洗工艺,以超滤膜分离技术为理论基础,考察加氯水反冲洗工艺对超滤膜压力变化情况,研究含氯水反冲洗对超滤膜污染的去除效能。结果表明:经过40个小时的运行超滤膜跨膜压差由初始时的39kPa增加至56kPa,增加了近80%。随着周期加氯反冲洗跨膜压差以及运行通量逐渐得到恢复,表明低浓度含氯水反冲洗对腐殖酸造成的膜污染具有明显的清洗效果。     

火电厂循环水排污水回用处理中超滤膜污染过程分析

要使火电厂循环水排污水达到回用的目的,一般采用超滤作为前置处理的反渗透除盐法.针对火电厂循环水排污水的特点,文章分析了超滤膜受污染的原因,探讨了超滤膜污染的特点、污染物类型、及影响因素,同时给出了采用化学清洗法消除超滤膜污染的技术要点.     

混凝-超滤系统中混凝剂对絮体特性及膜污染的影响

采用腐殖酸(HA)配水考察混凝剂类型和投加量对水中有机污染物去除效果、膜污染构成及发展规律的影响,并探讨絮体粒径、密实度等形态特征与絮体滤饼层阻力间的内在联系.结果表明:PAC和Fe Cl3作为混凝剂均能有效地去除水中的HA,但以Fe Cl3作为混凝剂时膜污染更加严重.在较低混凝剂投加量下,PAC和Fe Cl3产生的絮体细小,容易形成致密滤饼层,导致过滤阻力增大;随着混凝剂投加量的增加,絮体更容易碰撞成长,粒径增大,形成结构疏松的滤饼层,减小过滤阻力;与PAC相比,Fe Cl3絮体结构更加密实,因此滤饼层导致的膜污染更加严重.     

絮凝时间对混凝-超滤工艺的膜污染特性影响

为了考察混凝条件对混凝-超滤工艺中有机物去除效果和膜污染的影响,采用静态超滤试验装置对引黄水库水进行了试验研究。研究了絮凝时间对有机物去除效果、絮体特性和超滤膜过滤特性的影响,分析了膜污染的影响因素。试验结果表明：溶解性有机污染物质( DOC、UV254)的去除作用主要发生在快速混合和凝聚过程,后续的絮凝反应过程对溶解性有机污染物质的去除效果没有影响。絮凝反应时间对絮体特性和膜污染特性的影响显著,过短或过长的絮凝时间均会产生不利影响,絮凝时间10 min时絮凝指数处于最佳范围,絮体二维分形维数最小,膜比通量最大,膜总阻力最小,滤饼层阻力最小,膜孔阻力趋于稳定。混凝剂投加量为20 mg/L、絮凝10 min时,絮体特性和超滤膜过滤性能均达到最佳。欠投药和过投药都会对混凝效果、絮体特性和膜阻力特性产生显著影响。     

连续过滤-超滤工艺处理松花江水中试研究

为探究以超滤为核心的短流程、低药剂的绿色净水工艺可行性,以连续过滤作为膜前预处理工艺,通过中试实验考察连续过滤-超滤工艺处理松花江水的处理效能和膜污染特性,并与直接超滤进行对比实验,考察连续过滤预处理在组合工艺中的作用.结果表明,连续过滤-超滤工艺对松花江水的浊度和氨氮均有良好的去除效果,去除率分别为99. 75%和70. 77%,但对有机物的去除效果较差,COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别为32. 21%和17. 12%.超滤膜前期污染较缓慢,15 d后污染速率加快,在第50天跨膜压差增长至50. 3 k Pa,达到膜污染上限.连续过滤对色氨酸类蛋白质有较好的去除效果,而超滤对溶解性生物代谢物、色氨酸类蛋白质、富里酸类有机物和腐殖酸类有机物均有一定的截留作用,其中腐殖酸类有机物和色氨酸类蛋白质是超滤膜的主要不可逆污染物.组合工艺对COD_(Mn)、UV_(254)和氨氮的去除率比直接过滤分别高出9. 97%,7. 02%和33. 84%,且膜污染速率远低于直接超滤.研究成果将推动超滤膜技术在微污染源水净化方面的广泛应用.     

超滤及其集成技术在微污染水处理领域的研究进展

与常规欣用水净化工艺及直接超滤工艺相比,超滤集成工艺有着明显的优越性,超滤集成工艺具有工艺简单、操作灵活、能耗低、效率高、膜污染小等特点.主要介绍了国内超滤集成技术在微污染水处理方面研究进展,对超滤集成技术在今后的发展前景进行了展望.