直接超滤工艺处理微污染水库水的工程实践

通过直接超滤工艺处理微污染水库水的工程案例,从出水水质、长期稳定运行效果和投资运行成本三方面分析了直接超滤工艺在饮水工程中的应用效能。结果表明,针对微污染的水源水,经直接超滤工艺处理后,出水水质可稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,出水的微生物安全性得到了有效保障;另外,长期在15 L/(m~2·h)以下的低通量工况下运行有利于延缓膜污染;日常物理反冲洗和定期化学清洗,能保证直接超滤净水系统的长效稳定运行;该工艺的制水成本为0.285元/m~3,适宜在农村地区推广应用。     

低水头、低通量浸没式直接超滤工艺净水效能研究

针对我国农村饮用水处理技术落后、设施管理水平低的现状,研发出基于低水头、低通量原水直接超滤工艺。以水质良好的水库水为处理对象,研究了直接超滤工艺长期运行的稳定性和对污染物的去除效果,探讨了排泥对直接超滤效能的影响,对比了两种材质超滤膜的通量及除污效能。试验结果表明,直接超滤工艺在65 cm过滤水头和5~6 L/(m~2·h)膜通量条件下可保持长期稳定运行,出水浊度低于0.07 NTU,出水细菌总数和总大肠菌群数均满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。采取排泥措施可以显著提高膜池内溶解氧浓度,同时氨氮和UV_(254)去除率明显增加。     

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。     

东营南郊超滤膜水厂五年运行效果评价

东营南郊超滤膜水厂主要处理引黄水库低温低浊、高温高藻、嗅味、微污染源水,水厂自2009年9月投入生产,到2014年9月将达到运行五年(即超滤膜的设计使用寿命)。目前,超滤膜组运行平稳,水厂生产出水水质稳定。作为国内第一家10×104m3/d级超滤膜水厂,有必要对水厂运行的经验及工艺出水情况进行总结,为其他相似水厂的改造提供可靠的实践经验和技术支持。总结了四年来东营南郊水厂出水水质及膜组的化学清洗相关情况,分析了工艺的运行成本,并对超滤膜处理引黄水库源水的工艺进行了整体评价。     

超滤处理东江水过程中反冲洗和化学清洗优化研究

采用超滤工艺处理东江水源水,通过炭泥回流超滤和直接超滤中试研究发现,尽管炭泥回流预处理可以减缓膜污染,但效果并不显著。反冲洗为缓解膜可逆污染的主要方法,通过对反冲洗的优化,可以有效缓解膜污染。通过正交实验对气洗强度,水洗强度,水反洗时间,气洗时间进行优化,确定最佳的气洗强度为48 m~3/(m~2·h)、水洗强度为80L/(m~2·h)、水反洗时间为5min、气洗时间为5min。对于不可逆污染,可以通过化学清洗来恢复超滤膜性能。采用NaOH和NaClO相结合的化学清洗方式对浸没式超滤膜的清洗效果最好,跨膜压差恢复率为94%。     

超滤膜组合工艺在大型现代化桃源水厂中的应用

在宁波市桃源水厂的设计中,通过前期对水源水质、同类水源水厂运行情况、超滤膜中试结果、江东水厂超滤膜近两年运行情况的调研和分析,提出了采用预氧化+混凝+沉淀+超滤+消毒的处理工艺,该水厂设计规模为50×10~4m~3/d,是目前国内在建规模最大的现代化超滤膜水厂。原水水质基本达到地表水Ⅱ类水质标准,出水水质执行《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。通过设置石灰、高锰酸钾和粉末活性炭等投加系统,并将超滤膜设置于处理工艺后端,使该系统对突发性原水水质污染的保障能力远远超过常规工艺,同时降低了消毒剂的使用量,减少了氯化消毒副产物的生成量,从而提高了出水的生物安全性和化学安全性。     

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。     

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。     

低压无清洗浸没式直接超滤工艺中试研究

以某农村水库水为研究对象,系统地研究了低压(6.5 k Pa)无清洗浸没式直接超滤工艺长期连续运行的通量稳定性和净水效能。结果表明:低压浸没式直接超滤系统在无清洗条件下可以长期连续稳定运行,稳定通量为6~7 L/(m~2·h),跨膜压差(TMP)为3.5×1012m~(-1);三维荧光光谱分析表明系统对SMP的去除效果最佳,对酪氨酸类蛋白质的去除效果次之,对腐殖质的去除效果最差;出水浊度、COD_(Mn)、UV_(254)、DOC和氨氮浓度分别为0.03~0.05 NTU、0.8~1.2 mg/L、0.018~0.023 cm~(-1)、1.07 mg/L和0.20 mg/L以下,而细菌和总大肠菌群均未检出,出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。这为低压无清洗浸没式直接超滤工艺在农村的推广应用提供了技术支撑。     

二次在线混凝对浸没式超滤膜性能的影响

目前,膜污染是阻碍超滤技术大规模推广应用的主要因素之一.以聚合氯化铝作为混凝剂,考察了二次在线混凝对浸没式超滤膜处理沉淀池出水性能的影响.结果表明,与浸没式超滤膜直接过滤沉淀池出水相比,二次在线混凝虽对膜出水的水质影响不大,但明显减缓了膜污染;二次在线混凝工艺的混凝剂投量对减缓膜污染的效果有较大影响,在试验的原水水质条件下,最优混凝剂投量为0.6 mg/L(以Al2O3计);二次在线混凝不影响膜的化学清洗,污染后的膜经次氯酸钠清洗后跨膜压差可完全恢复.     

混凝方式对超滤膜出水水质的影响

采用混凝与浸没式超滤膜组合工艺处理深圳市某水库原水,对比了完全混凝-超滤工艺与在线混凝-超滤工艺出水水质的不同,考察了不同混凝方式对超滤膜出水水质的影响.结果表明,当混凝剂聚合氯化铝（PACl）的投加量为3 mg/L时,两种组合工艺对浊度的去除率均达到99％以上;完全混凝-超滤对CODMn、UV254、DOC的去除率分别为40.5％,63.1％和18.5％,而在线混凝-超滤的去除率分别为41.1％,60.4％和19.2％.在保证出水水质的前提条件下,采用在线混凝-超滤工艺可以简化工艺流程,降低工程建设和运行成本.     

超滤净化高浊度水试验研究

针对我国幅员辽阔，未来战争作战地域广，战时后勤供水保障紧迫以及我国高浊度水资源较多等特点，本试验以超滤直接过滤方式替代常规水处理工艺对高浊度水的处理进行初步试验研究。考察分析了不同操作压力、原水浊度、回收率、反冲洗条件下超滤净化的出水水质、膜渗透性能和污染的变化规律，以及水力清洗后膜通量的恢复情况，试验表明，超滤净化高浊度水产水可以达到饮用水的要求。     

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.     

超滤膜技术处理地表水的运行参数优化

针对超滤工艺处理地表水的物理反洗条件进行优化,考察不同运行条件对超滤膜污染的控制效果,从而确定超滤膜处理地表原水的最优运行参数。结果表明:随着超滤膜运行通量的增加,跨膜压差的增长加快。在20和25L/(m~2·h)通量下处理地表原水,反冲洗强度为过滤通量的2倍、曝气强度达到80～100 m~3/(m~2·h)时,超滤膜处于最佳运行状态。     

混凝/重力流超滤一体化装置处理农村水源的效能与膜污染控制

为了解决农村分散式供水微污染水源水问题,开发了混凝/超滤一体化重力流式农村分散式供水设备,并结合松花江水开展了试验研究。采用混凝作为超滤的预处理工艺,应用低通量运行技术,提高了超滤工艺的净水效能与运行稳定性,并降低了工艺运行管理的技术需求。试验结果表明:超滤出水浊度低于0.1 NTU,余铝平均浓度为0.078 mg/L,水质满足《生活饮用水卫生标准》中关于分散式供水的标准,能够有效解决农村水源微生物污染等问题。超滤组合工艺的膜通量可以长期稳定在6.5 L/(m~2·h),膜污染可逆性好,水力可逆阻力占总阻力的83.6%。     

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。     

预臭氧/常规/超滤组合工艺净化太湖水研究

水体富营养化给饮用水处理带来了很多难题。为了给水厂的升级改造提供参考,开展了预臭氧/常规/超滤组合工艺处理太湖水的试验研究,并分析了超滤膜的污染情况。试验结果显示:组合工艺出水浊度、CODMn、UV254、DOC的平均值分别为0.09 NTU、2.23 mg/L、0.039 cm-1、2.90 mg/L,总去除率分别为97.25%、34.41%、40.48%、28.55%。膜出水中大于2μm的颗粒数平均为16个/mL,未检测出细菌及大肠菌群。此外,组合工艺还能有效去除铁、锰及藻类,其出水含量低于标准限值。与原水直接进行超滤处理相比,组合工艺的跨膜压差增加更平缓。因此,该组合工艺可用于太湖微污染原水的处理。     

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.     

澄清式浸没超滤膜滤池在309水厂中的应用

澄清式浸没超滤膜滤池作为一种新型超滤技术,具有占地面积小、对原水水质的适应性强和出水水质好等优点,其在309水厂得到了应用,并取得了较好的处理效果。澄清式超滤膜滤池的澄清区很好地缓解了膜区的污染压力,侧排泥则解决了污染物富集的问题,这使得超滤膜的跨膜压差增长缓慢,出水浊度非常低,各项指标均符合要求且非常稳定。     

接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺的净化效能

地下水是农村地区的重要水源,但存在处理设施管理水平低以及出水铁、锰浓度经常超标的现象,水质安全保障性差。研发出了一体化除铁除锰滤罐,并与超滤技术耦合形成接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺。近4个月的生产性运行结果表明,滤罐具有良好的除铁除锰效果,出水总铁和总锰的含量分别达到0.20和0.04 mg/L,对氨氮也有较好的去除效果。超滤出水总铁和总锰平均值分别为0.01和0.03 mg/L,浊度平均值达0.10 NTU,显著提高了除铁除锰滤罐出水水质的稳定性和保障率。在恒定膜通量为50 L/(m2·h)、过滤周期为45 min的条件下,超滤膜的跨膜压差平均增长率仅为0.26 kPa/d,膜污染得到了有效控制,实现了长期稳定运行。接触氧化/超滤除铁除锰组合工艺的出水水质完全达到了《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,为今后超滤技术在地下水除铁除锰领域的应用提供了有益的参考。