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.     

超滤组合工艺对微污染原水的净水效能中试研究

采用3种不同的超滤组合工艺,对某自来水厂微污染原水进行净水效果的中试研究。结果表明:沸石粉+超滤工艺有助于提高超滤工艺对氨氮的去除率,但并不能强化超滤对有机物的去除,该组合工艺能够保证出水浊度0.1 NTU;对于沸石粉+粉末活性炭+超滤工艺,先投加沸石粉再投加粉末活性炭对氨氮的去除效果较好,去除率比单独进行超滤提高了18.2%,但此时沸石粉对粉末活性炭有一定的掩蔽作用;对于沸石粉+粉末活性炭超滤预涂层工艺,沸石粉涂层对氨氮具有很好的去除效果,去除率比单独进行超滤提高了22.2%;粉末活性炭在外层的组合工艺由于沸石粉的掩蔽作用最弱,因此提高了对CODMn的去除率。     

预氧化/混凝/微滤膜联用处理微污染水中试

采用聚偏氟乙烯微滤膜处理黄浦江微污染水,进膜水经预氧化(预臭氧化或预氯化)、混凝沉淀预处理。中试结果表明,预臭氧化/混凝/微滤膜工艺可获得好的出水水质,满足我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求;而投加次氯酸钠联用工艺出水的锰和CODMn浓度则不能满足要求。在膜通量不变的条件下,臭氧氧化则更好地抑制了膜压差的增长。对化学清洗液的分析也表明,有机物是导致膜污染的主要原因,而臭氧去除了更多的大分子有机物,从而更好地降低了膜污染。     

生物粉末活性炭/超滤组合工艺处理微污染原水

针对微污染原水中存在的有机物和氨氮等污染物,采用生物粉末活性炭/超滤(BPAC/UF)组合工艺进行处理。结果表明,当进水氨氮浓度较低时,硝化细菌活性较差,无法充分发挥生物降解作用,氨氮去除率较低,同时有机物去除率也较低;当进水氨氮浓度在0. 6 mg/L左右时,可以形成稳定的生物活性炭,组合工艺对氨氮的去除率较高,且对有机物的去除率较为稳定。进水中主要以分子质量<5 ku的有机物为主,组合工艺对这部分有机物的去除率也最高。组合工艺对疏水性物质的去除,主要依靠生物粉末活性炭的吸附降解和膜面滤饼层的截留作用。NaClO强化反冲洗可以很好地降低跨膜压差的增长速度,当NaClO浓度为400 mg/L、反冲洗时间为10min时可达到最佳清洗效果。     

PAC/MBR处理微污染地表水的中试研究

采用投加粉末活性炭(PAC)的膜生物反应器(MBR)复合工艺——PAC/MBR处理微污染地表水,考察了对浊度、CODMn和氨氮的去除效果。膜生物反应器的有效容积为4m3,采用聚偏氟乙烯平板膜,膜孔径为0.09～0.12μm,总膜面积为85.2m2;MBR的进水流量为1200L/h,一次性投加PAC为1g/L,气水比为5∶1;采用恒压操作、间歇抽吸方式出水,操作压力为0.1MPa,抽停比为8min/2min。中试结果表明,该工艺对沉淀池出水中浊度、CODMn和氨氮的平均去除率分别为98%、33%和53%,能抵抗水质和水温变化的冲击,有效保障出水水质。在PAC/MBR系统中,PAC吸附、生物降解和膜截留作用在去除不同分子质量有机物的过程中具有较好的互补性。投加PAC有助于在膜表面形成稳定的生物活性炭动态膜,保证了恒定的出水流量。     

PAC—MF工艺处理微污染地表水水试验研究

本文采用粉末活性炭-微滤(PAC-MF)组合工艺处理微污染地表水,考察了组合工艺对水中典型污染的去除效果。试验结果表明,粉末活性炭与微滤组合工艺能显著降低微污染水源中CODMn、浊度和紫外吸光度值(UV254),其平均去除率分别为62.4%、97.6%和51.2%,采用PAC-MF组合工艺处理微污染地表水能够达到优良的出水水质,并能够显著提高膜通量。     

气浮/超滤组合工艺处理微污染高藻原水

采用直接超滤、气浮/超滤两种工艺对微污染高藻水库原水进行处理。结果表明,气浮/超滤组合工艺的净化效果明显优于直接超滤工艺;组合工艺对CODMn和UV254的去除率分别为60%和50%,对嗅味物质土臭素的去除率为42%,对三氯甲烷、四氯化碳前体物的去除率分别为61%和99.7%,而对浊度、叶绿素a的去除率则接近100%。     

粉末活性炭回流/超滤工艺处理微污染原水

将含粉末活性炭的沉淀池排泥水回流至混合池,以强化系统对原水中氨氮和有机物的去除,并同超滤工艺联用,考察对膜污染的影响。结果表明:随着投炭量的提高,炭泥中生物量和生物活性均有所增加,对氨氮、有机物的去除率也越高,系统稳定时与0、100和200 mg/L的投炭量对应的氨氮去除率分别为36.9%、52.7%、61.5%,对CODMn的去除率分别为20%、35%和50%,对UV254的去除率分别为30%、40%和45%,且对消毒副产物前体物的去除效果也明显优于常规工艺。沉后水的浊度稳定在2.5 NTU左右,膜出水的浊度稳定在0.1 NTU以下;在30 L/(m2·h)的通量下,PVC膜能稳定运行,几乎没有产生不可逆污染,但当投加量过高时,跨膜压差有所升高。     

不同类型超滤工艺处理引黄水库水的效果对比

采用内压式超滤膜工艺中试系统,结合东营南郊水厂的预氧化/粉末活性炭/混凝/沉淀/砂滤/超滤工艺,对比研究了外压式PVC和内压式聚砜超滤膜的净化效能,以及膜通量对膜污染的影响差异.内压式聚砜膜和外压式PVC膜的出水浊度均稳定在0.02 NTU以下,粒径＞2μm的颗粒数平均为10个/mL左右;混凝沉淀、砂滤、超滤单元对CODMn和TOC均有较显著的去除效果,具有多级屏障作用,但砂滤和超滤单元对UV254没有去除作用;对以上各指标的去除效果与膜材质和超滤形式均没有显著的相关性.对于引黄水库水的微污染水质特点,经过预氧化/粉末活性炭/混凝/沉淀工艺处理后,直接进行超滤更有助于缓解膜污染,延缓跨膜压差的增长.     

高浓度粉末活性炭/超滤工艺的除污效能

单一的膜技术难以去除原水中的有机物和氨氮,并存在严重的膜污染.向超滤膜池中投加高浓度的粉末活性炭而构成一体化系统,考察了其对微污染原水中有机物和氨氯的去除效果.结果表明,该系统对UV254、UV350 、TOC、浊度和氨氮都取得了良好的去除效果,出水中的细菌总数为零.整个试验期间,对UV254和UV350的平均去除率分别为95％和96％,对TOC的平均去除率为72％;对浊度的平均去除率＞98％,出水浊度＜0.1 NTU;在稳定运行阶段,对氨氮的平均去除率为82％.整个试验期间,跨膜压差呈现阶梯式上升的特征,从最初的0.003 MPa上升到试验结束时的0.030 MPa,膜污染得到较好的缓解.     

臭氧-生物炭砂工艺处理微污染水试验研究

以中置式高密度沉淀池沉后水作为进水,考察了臭氧-生物炭砂工艺对微污染水的处理效果.结果表明,该工艺流程可以有效去除水中的CODMn浊度和氨氮,CODMn及浊度的平均去除率分别为61.4％和37.5％,稳定运行时期氨氮的平均去除率达到46.6％.在活性炭滤层下增加砂垫层,对控制出水浊度及保障生物安全性能起到一定的作用.     

混凝/聚四氟乙烯中空纤维膜/BAC组合工艺中试

为应对南方地区饮用水源存在的氨氮和有机物季节性污染问题,开展了混凝/聚四氟乙烯中空纤维膜/生物活性炭组合工艺中试研究。结果表明,当膜通量为42 L/(m2·h)、反冲洗周期为2 h时,3 d内的跨膜压差稳定在2~4 k Pa。膜化学清洗液中有机物化学分级表明,引起膜污染的有机物主要为亲水性有机物。工艺能有效去除有机物和氨氮,对UV254和CODMn的去除率分别为67.1%和80.2%,对卤乙酸前体物的去除率为50.7%。原水氨氮为2 mg/L时,去除率为78.1%,工艺出水氨氮0.5 mg/L,无亚硝态氮积累,氨氮基本转化为硝态氮。膜和炭滤出水中粒径大于2μm的颗粒数分别低于10和50个/m L,工艺出水的微生物安全性得到有效保障。     

生物接触氧化/气浮、生物滤地/沉淀处理地表水比较

为筛选出合适的滴水湖补充水的处理工艺,开展了"生物接触氧化+气浮"(工艺1)和"生物滤池+沉淀"(工艺2)两种组合工艺处理地表源水的中试研究(规模为20 m3/h).结果表明,生物接触氧化池对藻类、叶绿素a和氨氮的去除效果比生物滤池好,但二者对浊度、总磷、CODMn的去除效果相差不大;工艺1去除浊度、藻类、叶绿素a、总磷、氨氮和CODMn的效果较工艺2好,且对污染物的去除效果受混凝剂投加量的影响较小.     

纯氧曝气/平板陶瓷膜工艺处理微污染原水中试

在中试规模的设备中研究了纯氧曝气/平板陶瓷膜与活性无烟煤过滤一体化集成工艺对微污染物的去除效果。纯氧曝气可以显著降低跨膜压差,陶瓷膜在通量为100 L/(m2·h)下运行5 d后跨膜压差仅增长约1.22 k Pa。纯氧曝气/陶瓷膜工艺能够有效截留浊度、铁离子、锰离子和二甲硫醚,去除部分颗粒态TOC,活性无烟煤滤池能够利用生物作用有效去除DOC、氨氮、土臭素和2-MIB;纯氧曝气/平板陶瓷膜—活性无烟煤过滤一体化工艺的出水浊度约为0.1 NTU,出水中粒径2μm的颗粒数小于50 CNT/m L,原水氨氮为3 mg/L时出水氨氮均值为0.08 mg/L,且无亚硝态氮积累,出水铁离子平均为0.009 mg/L,锰离子平均为0.027 mg/L,典型嗅味物质浓度低于检测限,大大提高了出水的安全性。因此,纯氧曝气具有显著的强化作用,该一体化工艺能实现对微污染原水的深度处理。     

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。     

微滤膜用于污水回用处理的试验研究

采用中空纤维微滤膜对中水站出水进行了深度处理试验研究.试验结果表明,经过微滤膜过滤后,出水浊度小于1 NTU,对CODCr的去除率为30%左右,出水中未检出大肠杆菌,但对NH3-N的去除效果不佳.对膜污染过程研究发现,微滤膜在进行水力反冲洗后,跨膜压差增加会很快,这时需对膜进行化学反冲洗,并且根据处理原水情况选择化学反冲洗药剂.     

混凝-粉末活性炭工艺处理京杭运河微污染原水研究

针对京杭运河常州段原水水质情况,通过静态烧杯试验研究了混凝-粉末活性炭工艺对水中浊度、有机物等主要污染物的去除效果.试验结果表明,混凝可以有效去除浊度,去除率达97.3%;活性炭对有机物去除效果明显,其最佳投加量为30 mg/L.混凝剂对比试验表明,聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)对臭和味、色度具有相同的去除效果;PFS对UV254、挥发酚的去除效果优于PAC,而对浊度、CODMn的去除效果较PAC差.     

臭氧预氧化/MBR工艺处理微污染原水的研究

采用臭氧预氧化/膜生物反应器(O3/MBR)工艺处理微污染地表水,通过30 d的稳定运行考察了系统的除污效能,并通过观察膜表面的微观形态对膜污染的机理进行了初步探讨。初始阶段向MBR中一次性投加2 g/L的粉末活性炭(PAC)作为生物载体,并控制水力停留时间(HRT)为0.5 h、臭氧投量为1.5 mg/L。结果表明,O3/MBR系统由于超滤膜的截留作用对颗粒物的去除非常有效,对浊度的平均去除率达到99.3%;对CODMn、DOC、UV254也有一定的去除效果,平均去除率分别为32.6%、18.7%和30.1%。尽管臭氧氧化使水中的AOC浓度有所增加,但经MBR工艺处理后,整个系统对AOC的去除率为13.4%,生物稳定性得到了提高。运行结束后的扫描电镜观察显示,超滤膜的膜孔被污泥层覆盖;通过原子力显微镜观察发现污泥层的表面粗糙不平,这两者均表明污泥层造成了膜污染。尽管该污泥层导致了跨膜压差的增加,但同时也起到了预过滤作用。     

微污染水库水净化处理工艺组合研究

针对微污染水源水中藻类、氨氮、有机物等质量浓度较高的特点,探讨了满足饮用水水质标准的水处理工艺流程。试验包括6种不同的工艺流程类型,分别为1种预处理单元、2种深度处理单元和常规处理单元的不同组合。试验结果表明,生物预处理可以明显降低出水的氨氮、CODMn、UV254含量,而深度处理单元对出水的色度、浊度有较好的去除效果。组合工艺处理单元的选择,应根据水源水的水质特点和要求达到的饮用水水质目标以及经济因素综合确定。     

沉淀——超滤组合工艺处理微污染黄河水的中试研究

采用沉淀-超滤组合工艺,以黄河微污染水源水作为原水进行了试验研究,并与水厂常规工艺进行了对比.试验结果表明,沉淀-超滤组合工艺运行稳定后,对浊度的去除效果非常显著,出水浊度为0.07～0.09 NTU;对藻类有显著的去除效果,出水中未检测出藻类;在高密度沉淀池投加3 mg/L粉末活性炭后,组合工艺能有效去除CODMn,出水CODMn≤3 mg/L;高密度沉淀池对氨氮的去除率为30%,组合工艺总去除率为54%;在未投加任何消毒剂的情况下,工艺出水细菌基本为零,能保证很高的微生物安全性.