混凝-超滤短流程工艺低温运行膜污染机理研究

针对东北某水源地汛期后冬季低温水质特点,开展混凝-超滤短流程工艺膜污染机理研究,利用Box-Benhnken Design(BBD)中心组合实验和响应面分析法,确定水温、膜通量、聚合氯化铝(PAC)投加量3个因素为自变量,归一化膜比通量(NSF)为响应值,研究他们自变量之间的交互作用。结果表明,水温高于4℃,膜通量和PAC投加量对膜污染的影响均显著;水温低于4℃时,膜通量和PAC投加量对膜污染的影响不显著。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜对污染后的超滤膜进行微观检测,发现膜丝表面吸附的污染物以高岭土为主,腐殖酸为辅。通过氢氧化钠(质量浓度2 g/L,2 h)和盐酸(质量浓度5 g/L,5 h)浸泡的离线性化学清洗方法可去除膜孔内堵塞的污染物,有效缓解膜污染。     

混凝-超滤工艺中膜污染和膜清洗试验研究

以重庆江河水源水为研究对象,考察混凝-超滤工艺膜污染情况。结果表明,在超滤膜膜组件处理江河水的过程中,随着膜组件运行时间的延长,膜组件会出现一定程度的污染状况,其跨膜压差的增加和膜通量的下降表现了膜污染程度。通过混凝-平板式膜滤组合工艺处理水样运行25 min,跨膜压差上升量占总上升量的73%,之后随着过滤时间的延长跨膜压差呈现上升趋势,并且上升较为缓慢,通过物理清洗膜通量可恢复为到原始通量的94%。通过混凝-中空纤维式超滤组合工艺处理水样运行15 min,膜压差上升量占总上升量的82%,之后随着过滤时间的延长跨膜压差呈现上升趋势,且上升较为缓慢,通过物理清洗膜通量可恢复为到原始通量的98.5%。     

超滤与混凝沉淀单元短流程适配的中试研究

分别针对沉淀池进水、沉淀池中部水样、沉淀池出水开展了超滤中试试验,研究了在不同混凝沉淀段位耦合时超滤膜出水水质的变化情况以及超滤膜的污染特性。结果表明,对于浊度、CODMn、UV254等水质指标而言,不同段位混凝沉淀-超滤的耦合工艺对水质的净化作用基本相当。但从膜污染上看,耦合段位设置在沉淀池进水端时,超滤膜的污染非常严重;而设置在出水端则可明显减缓膜污染;将耦合段位设置在沉淀池中部时,膜污染速率虽略有升高但幅度不大,同时可以显著减小水厂的占地面积。     

地下水除铁除锰-超滤组合工艺的膜污染特性

针对含铁锰地下水采用直接超滤工艺、曝气-超滤工艺和曝气-砂滤-超滤工艺对比研究了除铁除锰效果和膜污染特性。研究结果表明,超滤膜可以有效截留三价铁,但对二价锰的截留效果不佳;曝气-砂滤-超滤组合工艺可以显著提高除铁除锰效果和工艺稳定性,超滤出水铁和锰含量达0.10 mg/L和0.02 mg/L。此外,SEM分析结果发现,预处理工艺对滤饼层形态有显著影响,直接超滤工艺和曝气-超滤工艺的滤饼层较松散,曝气-砂滤-超滤工艺形成的致密滤饼层是造成其运行后期跨膜压差快速增长的重要因素;EDS及XPS分析表明膜表面的滤饼层主要由三价铁颗粒组成,是造成膜污染和跨膜压差的主要成分。     

渤海湾海水混凝-超滤预处理工艺研究

采用混凝-超滤工艺对渤海湾海水进行了预处理实验,在50 L/(m2·h)和57.5 L/(m2·h)通量下考察了混凝-超滤系统的运行稳定性,研究了Fe Cl3混凝沉淀过程对超滤系统出水水质、跨膜压差及膜表面污染程度的影响。结果表明:在膜组件运行通量不超过60 L/(m2·h),温度高于14℃,Fe Cl3投量为6 mg/L时,超滤系统的跨膜压差较低,可长期稳定运行,超滤系统出水浊度小于0.15 NTU,SDI15稳定在2.0左右,达到反渗透进水水质要求。实验使用Darcy模型对膜阻力增长机理进行了分析,结果表明:Fe Cl3混凝预处理可有效减缓膜阻力的增长,特别是因膜孔内污染物堵塞和吸附产生的阻力。经过混凝沉淀预处理,膜表面的滤饼层明显松散并呈现絮体状,可有效阻挡小颗粒污染物进入膜孔内造成不可逆污染。     

曝气量控制微絮凝-曝气-超滤工艺膜污染研究

针对超滤膜污染问题,在微絮凝-曝气-超滤水处理工艺中,以自然水体为研究对象,通过跨膜压差(TMP)的变化趋势来反应超滤膜污染过程,着重考察了在不同曝气量作用对膜污染速率的影响情况。结果表明,以氯化铁为混凝剂时,曝气的扰动作用可以促进微絮凝反应的进行,并且曝气的扰动作用可以抑制滤饼层的形成,从而减轻膜污染现象,但曝气量超过100 mL/min时,微絮凝产生的絮体会被气泡打碎,料液侧有机物再释放从而加重膜孔堵塞现象。曝气量100 mL/min的操作条件下,膜污染速率最低,适用于超滤水处理工艺。     

混凝-活性炭-超滤工艺处理洪水的试验研究

针对洪水的水质特征,研究了混凝、活性炭和超滤膜对洪水中浊度、有机物和细菌等主要污染物的去除效果,确定了混凝-活性炭-超滤组合处理工艺.试验结果表明,该组合工艺稳定、可靠.运行期间对浊度、有机物去除效果较好,对CODMn的去除率为75%,对UV254的去除率为71%,系统出水中未检出大肠杆菌,浊度基本被完全去除,主要水质指标达到国家饮用水卫生标准.     

混凝-超滤组合工艺处理含油废水试验研究

为进一步提升超滤工艺对含油废水的处理效果、处理效率,在分析超滤处理工艺基本原理的基础上,分别开展混凝预处理试验确定针对含油废水的最佳混凝剂、PH值、水温等参数,开展混凝-超滤试验与超滤工艺对含油废水处理时的操作压力、通膜量以及处理效果进行对比并得出:应大力在含油废水处理中推广并应用混凝-超滤工艺.     

在线混凝改善粉末活性炭-超滤工艺效能研究

通过在线投加混凝及粉末活性炭(PAC)处理,研究二者对超滤(UF)进水中有机物相对分子质量分布、亲疏水性的影响,考察在线混凝改善PAC-UF工艺对有机物去除效率和膜污染效能的影响及机理。结果表明,在线混凝和PAC对去除不同相对分子质量的有机物上存在协同互补作用,当PAC投加量仅为20 mg/L时,在线混凝+PACUF工艺的UV_(254)和DOC去除率为93.6%和69.7%。在线混凝和PAC对原水中亲水性有机物的去除效果较差,去除率小于40%,但是亲水性有机物组分的存在对膜污染的影响几乎可以忽略。当PAC投加仅为20 mg/L时,过滤周期末端膜比通量为0.86。在线混凝可以有效的改善PAC-UF工艺的有机物去除效果和膜污染程度,并可以显著的减低投炭量,利于实际工程运行。     

不同超滤组合工艺净水及膜污染的中试研究

采用超滤中试系统处理深圳某水库原水,对比研究了粉末活性炭和混凝2种预处理工艺对超滤净水效果及对超滤膜污染的影响。结果表明,混凝/超滤工艺和粉末活性炭/超滤工艺对浊度、CODMn、UV254、DOC的平均去除率分别为99.6%、34.8%、31.3%、24.9%和99.4%、35.0%、32.4%、29.5%。粉末活性炭/超滤工艺对以CODMn、UV254、DOC表征的有机物的去除效果优于混凝/超滤工艺,而混凝/超滤工艺对有机物的去除效果受原水水质的影响较小,并且出水浊度效果稍好。在原水水质和运行条件相同的情况下,混凝/超滤工艺的跨膜压差的增长速度明显高于粉末活性炭/超滤工艺;但对超滤膜进行化学清洗后,粉末活性炭/超滤工艺膜表面仍有明显的污染物残留。     

膜滤特性对混凝-超滤组合去除双酚A的影响

针对水中的内分泌干扰物污染问题,研究了膜滤过程中膜孔径大小对双酚A(BPA)的去除特性,以及聚合氯化铝(PACl)混凝与超滤组合方法对BPA去除效能的影响。结果表明,膜孔径越小、初始BPA含量越小,BPA去除率越大,截留相对分子质量小于10~3的膜滤后BPA的最高去除率达到93.08%。在较广pH范围内(4.08、7.25和10.05),随着膜孔径增大,BPA的去除率逐渐减小,中性(pH=7.25)或酸性(pH=4.08)条件下更有利于膜滤去除BPA;PACl投加量为12 mg/L时,pH为7左右时,BPA去除率达到最大的37.68%。增加腐殖酸的含量并不利于BPA的去除。相较于单独的混凝或超滤工艺,混凝-超滤组合工艺有利于提高BPA的去除率并降低膜污染。     

混凝过滤-超滤-膜系统深度处理酒精废水试验研究

采用混凝过滤-超滤-膜系统对酒精废水的二级生化出水进行了深度处理,探讨了混凝过滤-超滤预处理对COD、浊度的去除效果,考察了反渗透膜的脱盐性能及不同清洗方式对反渗透膜通量恢复的影响。结果表明,混凝过滤-超滤预处理对废水COD和浊度去除效果显著,其对应去除率达到40%和99%以上;膜系统产水浊度、硬度、总铁质量浓度分别小于0.1 NTU、0.03 mmol/L和0.3 mg/L,电导率处于60～120μS/cm之间;混凝过滤出水和反渗透产水分别满足循环冷却水补充用水和锅炉补充水要求,混凝过滤配合消毒处理费用0.71元/m3,混凝过滤-超滤-膜系统处理总成本2.94元/m3,整套工艺具有较好的应用前景。     

预氯化混凝-超滤工艺处理水中藻类及杂质

夏季是藻类的高发期,以大伙房水库为水源地的抚顺,在水库中更容易滋生大量藻类。水体中滋生的大量藻类会产生异臭,异味,这不仅会对生活环境产生危害而且还会对水源的开发和利用都会带来很多的不利因素,比如会影响净水厂出水水质。而且降低浊度和耗氧量也是目前净水厂面临的最大技术问题,针对这些问题,采用NaClO溶液进行膜前预处理,联合混凝-超滤工艺来处理藻类及水中杂质。     

悬浮澄清超滤组合工艺净水效果及膜污染指数

采用一体化悬浮澄清超滤组合工艺,研究组合工艺对以高岭土模拟浊度和腐植酸模拟天然有机物的不同配水水质处理效果,并用比通量和膜污染指数评价膜污染情况。结果表明:组合工艺处理效果稳定,出水浊度稳定小于0.1 NTU,对浊度、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别能达到99%、62%和40%以上。通过膜污染指数看出,水质条件对膜污染影响显著。当进水腐植酸含量不变时,高岭土浊度越大,比通量衰减越缓慢,膜污染指数越小。从正交试验和相关性分析结果可知浊度是影响膜污染的显著因素,高岭土浊度与膜污染指数之间呈强负相关,表明高岭土浊度的存在,有利于降低腐植酸对膜污染影响,提高膜的耐污染性能。     

混凝-超滤处理含油废水试验研究

采用混凝-超滤组合工艺处理含油废水。试验结果表明,原水经混凝预处理后生成微絮体,改善了分离性能,对膜污染起了重要的缓解作用,可延长反冲洗周期,使其保持较高的稳定通量,长时间运行。运行过程中膜通量下降幅度较小（仅为33％）;随着超滤时间的延长,COD和油的去除率较高,均可保持在90％～95％的较高水平。     

曝气量对微絮凝-曝气-超滤组合工艺中膜污染控制的研究

采用微絮凝-曝气-超滤组合工艺处理地表天然水体,硫酸铝作为混凝剂,研究曝气量对该工艺膜污染的影响。实验发现,当曝气量为20mL/min时,生成的滤饼层达到2.9μm,随着气体的引入,冲刷及扰动作用可以有效抑制滤饼层的形成,装置在60 mL/min的曝气量作用下,超滤膜的跨膜压差增长速率最低,超滤膜的过滤性能最好。当曝气量超过60 mL/min时,膜污染加剧,微絮凝生成的絮体被气泡打碎,絮体分形维数增大,生成的滤饼层更加密实,絮体破碎释放的有机物加重膜孔堵塞。因此,选择合适的曝气量对缓解膜污染至关重要。     

A/O-MBR工艺效果及膜污染特性研究

采用厌氧-好氧法-膜生物反应器(A/O-MBR)工艺处理市政污水,考察其脱氮除磷效果,分析运行中膜污染状况和特性。结果表明,水温为7.0～24.0℃下,系统出水平均COD和NH3-N、TN、TP的质量浓度分别为28.72mg/L和1.00、13.81、1.13 mg/L,膜组件的设置提高了出水水质和系统抗冲击负荷能力;低温下膜污染速率加快,膜通量降低。扫描电镜和能谱分析表明,膜内表面主要为微生物污染,外表面(与活性污泥接触面)主要为污泥滤饼层和无机污染物,其中无机污染物主要为阳离子难溶无机盐。     

曝气量对微絮凝-曝气-超滤组合工艺中膜污染控制的研究

采用微絮凝-曝气-超滤组合工艺处理地表天然水体,硫酸铝作为混凝剂,研究曝气量对该工艺膜污染的影响。实验发现,当曝气量为20mL/min时,生成的滤饼层达到2.9μm,随着气体的引入,冲刷及扰动作用可以有效抑制滤饼层的形成,装置在60 mL/min的曝气量作用下,超滤膜的跨膜压差增长速率最低,超滤膜的过滤性能最好。当曝气量超过60 mL/min时,膜污染加剧,微絮凝生成的絮体被气泡打碎,絮体分形维数增大,生成的滤饼层更加密实,絮体破碎释放的有机物加重膜孔堵塞。因此,选择合适的曝气量对缓解膜污染至关重要。     

混凝/超滤处理微污染原水的试验研究

采用混凝／超滤组合工艺对微污染原水进行试验。结果表明：混凝作为预处理可以有效地改善膜的过滤性能和提高去除有机物的效果。存在最佳混凝剂投加量,它可使膜过滤通量最大。     

混凝超滤作为海水淡化预处理工艺中试研究

对海水淡化反渗透预处理工艺--混凝澄清和超滤组合工艺进行了中试研究.在水质、水温差别较大的两个海域进行了海水混凝澄清和超滤组合工艺的试验,考察了海水混凝澄清效果与絮凝剂种类、用量的关系,比较了3种超滤膜的处理效果及其差异,同时,提出了超滤膜通量优化的简便方法.结果表明:该工艺对海水水质变化具有较强的适应性,产水满足反渗透进水要求;海水絮凝剂宜选铁盐,投加量和海水中胶硅含量成正比.