纳滤膜去除饮用水中Cr(Ⅵ)的应用研究

分别采用自制的芳香聚酰胺平板纳滤膜和某芳香聚酰胺平板纳滤膜商品处理模拟含铬饮用水,考察其处理效果及影响因素。结果表明:在Cr(Ⅵ)浓度为50～250μg/L、pH值为7左右、操作压力为0.5 MPa、温度为25℃的条件下,两种纳滤膜对Cr(Ⅵ)的截留效果均较好,出水Cr(Ⅵ)浓度均低于0.05 mg/L(GB 5749—2006的限值),且截留率均随Cr(Ⅵ)浓度的升高而下降,膜通量则基本不变;随着操作压力的增加,两种纳滤膜对Cr(Ⅵ)的截留率均呈上升趋势,膜通量也大幅增加;进水pH值越高,则纳滤膜对Cr(Ⅵ)的截留效果越好,但膜通量无明显变化。     

活性炭/纳滤工艺深度处理污水厂尾水的研究

以某污水处理厂的尾水为研究对象,进行了活性炭/纳滤组合工艺深度处理污水处理厂尾水中微量有机物的研究。结果表明,该组合工艺对CODMn、TOC、UV254均有较好的去除效果,平均去除率分别达到42.09%、69.54%和78.53%,出水的平均浓度分别为5.90mg/L、1.93mg/L和0.04cm-1。纳滤膜对邻苯二甲酸酯类物质具有较好的截留效果,对邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二乙基己基酯的平均去除率分别为78.91%、78.95%和70.69%。     

炭砂滤池与砂滤池在水厂实际运行过程中的比较研究

在水厂实际运行过程中,通过对炭砂滤池与砂滤池长期运行过程中的处理效果进行比较,研究两种滤池对浊度、CODMn、NH3-H、UV254、TOC、三卤甲烷类消毒副产物的去除效果。结果表明:运行期间炭砂滤池出水平均浊度达到0.17NTU,而砂滤池出水平均浊度为0.22NTU;在前2个月炭砂滤池对CODMn的去除率平均可达60%,随后去除效果有所下降,并稳定在50%左右,砂滤池的去除率稳定维持在20%左右;运行初期炭砂滤池对氨氮的去除效果与砂滤池差别不大,当待滤水的氨氮浓度高达1.57mg/L时,炭砂滤池出水氨氮浓度降至0.36mg/L,而砂滤池出水只能降至0.97mg/L;运行期间炭砂滤池对UV254的去除率先高后低,而砂滤池对UV254的去除率基本稳定在10%以下;当待滤水TOC均值为2.18mg/L,炭砂滤池对TOC平均去除率达到42.28%,而砂滤池对TOC平均去除率仅为16.81%;炭砂滤池过滤后出水中三卤甲烷平均去除率达到34.25%,而砂滤池的平均去除率仅有16.62%。     

不同粒径砂滤池处理微污染水源水的运行效果评价

针对微污染水源水,通过生产性试验对比不同粒径砂滤池对颗粒数、无脊椎动物、氨氮、荧光溶解性有机物和消毒副产物的去除效果,并结合出水阀开度分析滤池水头损失的变化情况。结果表明,细砂滤池出水颗粒数明显低于常规砂滤池,更能保障出水水质;细砂滤池对无脊椎动物的平均去除率为97%,控制效果更稳定;细砂滤池抗氨氮冲击负荷的能力更强,响应更快,相比常规砂滤池,氨氮去除量可提高0.80 mg/L。三维荧光光谱分析表明,待滤水主要包含芳香性蛋白质类物质和溶解性微生物代谢产物类物质,细砂滤池对荧光溶解性有机物的去除效果略好于常规砂滤池。细砂滤池对消毒副产物前体物控制效果更佳。在相同运行时间内,细砂滤池水头损失增长率高于常规砂滤池,应根据进水水质合理调整细砂滤池反冲洗周期。     

氧化铁改性石英砂生物滤池处理微污染原水研究

采用以氧化铁改性石英砂(简称"改性砂")为滤料的生物滤池处理微污染原水,考察了对有机物和氨氮的去除效果,并与普通石英砂(简称"普通砂")生物滤池的处理效果进行了对比。改性砂和普通砂生物滤池的挂膜成熟时间均为8 d左右;在挂膜期间,改性砂生物滤池对UV254的平均去除率为42.4%,稳定运行期间可达57.3%,而普通砂生物滤池在整个运行期间对UV254的去除率仅为5%左右;在挂膜期间,改性砂生物滤池对氨氮的去除率从2%左右升高至约85%,稳定运行期间对氨氮的去除率保持在86%左右,而普通砂生物滤池出水氨氮浓度波动较大,对氨氮的去除效果不稳定。因此,改性砂比普通砂更适于生物滤池工艺。     

活性无烟煤滤池处理高氨氮原水的中试研究

针对南方饮用水源水氨氮和有机物浓度季节性上升的特点,开展了活性无烟煤多功能滤池处理高氨氮原水的中试研究。中试处理规模为120 m3/d,滤速为8 m/h,原水氨氮平均浓度为3.1 mg/L。试验结果表明,滤池进水溶解氧浓度不足会导致工艺出水氨氮浓度高于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),同时伴随有亚硝态氮的积累;当采用纯氧曝气提高滤池进水DO至11.9～13.6 mg/L后,活性无烟煤滤池的净水效果大幅提高,出水氨氮<0.1 mg/L,亚硝态氮浓度几乎为零,氨氮全部转化为硝态氮,氨氮有效去除浓度与所需DO浓度的比值平均为1∶4.49。在纯氧曝气条件下,滤池对氨氮的去除率达到97%,对CODMn和UV254的去除率均在44%左右。     

纳滤工艺深度净化微污染水源水厂出水中试研究

为提高出水水质、保障饮用水安全,探索常规+纳滤复合工艺在微污染水源水处理中的应用,通过中试研究该复合工艺对常规工艺出水水质的提升效果,并对微污染物截留特性进行了综合评价。结果表明,纳滤深度处理工艺可显著提高对DOC、COD_(Mn)、UV_(254)和荧光性有机物的去除效果,同时将出水浊度和颗粒数降至很低的水平。经纳滤处理后,可吸附有机卤化物、可同化有机碳和消毒副产物前驱物的浓度降低了80%以上,大大降低了消毒副产物生成量。经检测,微污染水源水厂滤后水中存在微量的多环芳烃和内分泌干扰物,由于检测出的多环芳烃多以疏水性小分子有机物为主,纳滤截留率仅在50%左右,而内分泌干扰物则以分子质量较大的溶解性有机物为主,大于纳滤膜膜孔,因而截留率可保持在95%以上。纳滤净化出水水质良好,充分保障了出水的化学安全性和生物安全性,因此可作为一种高效的微污染水源水深度处理技术。     

活性无烟煤滤池处理排涝期氨氮与亚硝酸盐氮的试验研究

采用活性无烟煤滤池与高压增氧系统联用技术,研究其处理排涝期原水氨氮与亚硝酸盐氮的效果,并与常规砂滤池进行了对比。结果表明,活性无烟煤滤池在排涝期对氨氮与亚硝酸盐氮的去除效果优于砂滤池,对氨氮的平均去除率为63.56%,当待滤水氨氮≤2.5mg/L时,活性无烟煤滤池出水氨氮均能小于0.5mg/L;对亚硝酸盐氮的平均去除率为73.88%。运行3年的活性无烟煤滤池在排涝期的处理效果与往年相比有所下降。     

气浮/复合滤料生物滤池耦合工艺处理地表水研究

淮南某水厂2×10~4m~3/d示范工程是为整个淮河流域水厂改造而进行的示范性项目。结合其关键技术单元——气浮/复合滤料生物滤池耦合工艺,对其在水厂源水淮河水处于冬季低温时期的实际运行效果进行了研究。结果表明:气浮/复合滤料生物滤池耦合工艺可以很好地应对阶段性高氨氮、有机物负荷的冲击;2013年—2014年冬季运行期间,生物滤池出水氨氮平均浓度约为0.28 mg/L,并且接近99.98%的时间段内出水氨氮值≤0.5 mg/L;生物滤池出水CODMn平均为2.7 mg/L,其中浓度≤3.0 mg/L的时间也超过了90%。气浮/复合滤料生物滤池耦合工艺与上、下游工艺一道很好地保障了出厂水安全性。     

双膜法处理污水厂尾水效能分析与膜再生研究

为提高污水厂出水水质,寻求适合处理污水厂尾水滤膜的再生方法,采用超滤—纳滤双膜工艺,针对辽宁省本溪市某城市污水厂二级尾水开展深度处理研究。考察了进水流速、累积过滤水量(超滤进水流速为25 L/min,纳滤进水流速为4 L/min)对膜分离效果的影响,同时开展了超滤和纳滤膜再生方式及效果研究。结果表明:在考察范围内,超滤装置的分离性能受进水流速影响较小,主要与进水污染程度有关,对COD、TP、氨氮的平均去除率分别为48%、55%、27%。当纳滤单元进水流速为4 L/min时,双膜法对COD、TP、氨氮的平均去除率分别为87%、96%、68%。双膜法对COD、TP的去除率随着进水污染程度的减轻而降低,氨氮去除率受累积过滤水量的影响较小,这与原水污染程度有关。随着累积过滤水量的增加,膜分离性能呈减弱趋势。超滤膜轻微污染时采用物理清洗效果良好,严重污染时需采用化学清洗的方法。超滤有效延缓了纳滤膜污染,纳滤膜轻微污染时采用酸碱浸泡法再生效果良好。     

上向流曝气生物滤池新冲洗方式的研究

以上向流曝气生物滤池为研究对象,进行新冲洗方式——下向冲洗对滤池除污效果及水头损失控制的影响研究。结果表明:当进水氨氮平均为1.53 mg/L时,出水氨氮平均为0.24mg/L,平均去除率达到83%;当进水浊度平均为14.3 NTU时,出水浊度平均为7.1 NTU,平均去除率为50%,显著减少了对微小絮体的截留;当进水CODMn平均为3.87 mg/L时,出水CODMn平均为3.05 mg/L,平均去除率为21%;冲洗前的水头损失维持在2.9~3.1 kPa,冲洗后的水头损失为2.7~2.9 kPa,24 h内水头损失的变化量0.4 kPa,从而可保证滤池长期稳定地运行。     

电膜耦合工艺电生氧化物对芳香聚酰胺膜的影响

电膜耦合工艺产生的电生氧化物(活性氯和臭氧)对芳香聚酰胺纳滤膜性能有影响。通过膜通量、截留率、接触角、红外光谱、XPS和SEM等表征,结果表明芳香聚酰胺纳滤膜对臭氧有较好的耐氧化性能,但是不耐活性氯。臭氧氧化强度为0~100 mg·h/L时,芳香聚酰胺纳滤膜表现出了良好的抗臭氧氧化性。次氯酸根对纳滤膜的影响随Cl O-浓度与浸泡时间的增加而加剧。膜表面红外对比分析显示,碱性条件下,Cl O-通过吸附作用影响芳香聚酰胺膜表面结构,强化膜面亲水性,增大膜通量,但降低了膜截留率。     

煤化工废水的中水回用工艺技术改造

某煤化工基地采用预处理(曝气生物滤池+砂滤池)组合双膜系统(UF+RO)深度处理煤化工废水达标排放水和生活污水,但预处理工艺去除COD、降低浊度效果不明显,增加了后续双膜系统运行负荷和运行费用。为此增设A/O-MBR处理系统,对部分预处理工艺出水进行分流处理。系统的总设计处理量为1 600 m3/h,实际处理量为1 400 m3/h。经过几个月的调试运行,结果表明,该工艺运行稳定,效果良好。系统进水COD平均为125 mg/L、氨氮为15.6 mg/L、浊度为100 NTU,A/O-MBR处理后出水平均COD为30 mg/L、氨氮为0.2 mg/L、浊度为0.5 NTU。两套工艺处理产水混入清水池,可满足超滤系统进水要求。     

后置反硝化MBR分段进水工艺脱氮除磷效能研究

采用模拟生活污水考察了后置反硝化MBR分段进水工艺的脱氮除磷效能。结果表明,系统对有机物的去除不受进水分配流量的影响,平均出水COD稳定在40 mg/L以下,达到了GB 18918—2002的一级A标准。膜对大分子有机物具有截留作用,且截留量约占总有机成分的10%。分段进水对系统整体硝化效果没有影响,对NH+4-N的去除率在99%左右,平均出水浓度在0.5 mg/L以下。系统两级好氧池的硝化效果有所差异,第一级好氧池的硝化效率在87%左右,而第二级好氧池的硝化效率约为93%。分段进水改变了碳源在系统中的分布,当分配到厌氧池的流量从90%降低至60%时,对总氮的去除率由68.3%提高至79.9%,而除磷率由73%下降至55%。由于微滤膜组件的高效截留作用,系统出水SS、浊度和色度平均值分别稳定在1.28 mg/L、0.2 NTU、20倍左右。间歇抽吸出水的操作模式能够有效地减缓膜污染发展速率,使膜的化学清洗周期延长12 d左右。     

pH值对滤池处理高浓度铁、锰及氨氮地下水的影响

以哈尔滨市某地高铁、高锰、高氨氮(平均浓度分别为15、1.0、2.2 mg/L)的地下水作为处理对象,通过调节其p H值分别为6.5、7.0和7.5,考察不同p H值条件下对铁、锰和氨氮的去除效果,并对填料的表面形态进行SEM和EDS分析。结果表明:p H值越高,滤池挂膜时间越短,对锰和氨氮的去除效能越好。在p H值为7.5、7.0和6.5时,滤池分别在第40、80和170天表现出去除氨氮的能力,80、110和190 d后不同p H值下的去除效果趋于一致,出水值维持在0.4~0.5 mg/L。p H值越高越有利于锰的去除,p H值为7.5时滤池出水锰含量均可达标;p H值为7.0的滤池也有一定的除锰能力,锰砂滤池出水为0.3 mg/L,石英砂出水为0.6 mg/L;p H值为6.5的滤池运行220 d后仍没有除锰效果。p H值对滤池除铁没有影响,运行150 d后,出水铁含量均在0.3 mg/L以下,除铁主要是依靠接触氧化作用。p H值越低则滤料表面铁含量越高,铁深入滤柱下层,干扰锰质活性滤膜的形成进而影响对锰的去除。     

砂滤池去除氨氮和有机物随季节性的变化规律

以南方地区某水厂砂滤池为例,研究了石英砂滤料去除氨氮和有机物效果随季节性的变化规律。结果表明,在春、夏和秋季石英砂滤料均能稳定有效地去除氨氮,在冬季石英砂滤料对氨氮的去除效果不稳定,待滤水氨氮高于1.0 mg/L时,出水氨氮含量5次测量结果均高于0.5mg/L;季节性变化对CODMn的去除效果影响较大,在秋、冬季石英砂滤料对CODMn的去除效果较春、夏季差;CODMn的去除效果不受氨氮浓度的影响。     

铁锰复合活性滤料去除冬季地表水中氨氮的效能

采用铁锰复合氧化物活性滤料滤池进行了低温高氨氮地表水处理试验研究,并与普通石英砂生物滤池进行对比。结果表明,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对地表水中氨氮具有良好的去除效果,与普通石英砂生物滤池相比,在抗水力负荷、浓度负荷和反冲洗方面更有优势;当滤速分别为4、6、8 m/h时,铁锰复合氧化物活性滤料滤池对氨氮的平均去除率分别为97.2%、94.3%、93.5%,而相应条件下普通石英砂生物滤池对氨氮的平均去除率仅为84.1%、64.7%、58.0%;在滤速为8 m/h、滤层厚度为110 cm条件下,铁锰复合氧化物活性滤料滤池去除氨氮的最大浓度为2.30 mg/L,而普通石英砂生物滤池去除氨氮的最大浓度仅为1.50 mg/L;对浊度、有机物的去除,铁锰复合氧化物活性滤料滤池与普通石英砂生物滤池效果相当。     

超滤膜处理净水厂沉淀池出水的中试研究

采用中试规模的内压式超滤膜系统处理水厂沉淀池出水,考察超滤膜系统长期运行的出水水质情况。结果表明,超滤膜系统在处理不同水质期沉淀池出水时具有较高的除浊率,平均除浊率达到93.4%,且99.4%的出水浊度<0.1 NTU,去除效果明显优于同期传统的滤池工艺。超滤膜系统对沉淀池出水中有机物的去除效果有限,对CODMn和UV254的平均去除率分别为17.2%和8.2%,出水CODMn≤2.0 mg/L的保证率在98%以上,膜出水CODMn浓度受进水水质和运行条件的影响不大。膜进水中以小分子质量有机物为主,在MW<1 ku区间内的DOC和UV254占到整体有机物含量的57.3%和53.5%。超滤膜系统对微生物的去除效果良好,膜出水水质大部分时间无需经过消毒就能保证卫生要求,可降低后续消毒的加氯量,从而减少消毒副产物的生成量。     

处理垃圾渗滤液的纳滤膜元件损坏诊断及修复

长沙市固体废弃物处理场的渗滤液处理分厂出现了纳滤膜压力上涨快、膜两端压差高、化学清洗频繁等生产难题,通过外观检测、有机物截留率检测和探针测试,发现该膜进水端第一节膜元件质量增加了6. 67%,对有机物的截留率为87. 03%,清液出水偏黄。取污染物检测分析,发现是微生物滋生所产生的生物黏泥,表明该厂膜元件存在严重的微生物污染和一定程度的不可逆氧化损坏。通过投加非氧化性杀菌剂,有效抑制了微生物的繁殖,同时经聚酰亚胺修复剂对纳滤膜进一步修复后,该膜对有机物的截留率提高到了92. 73%,出水清澈。     

纳滤控制饮用水中消毒副产物的研究进展

纳滤(NF)膜孔径小,能截留较低分子质量的有机物,同时表面带电,对水中有机物具有较好的去除效果。探讨了纳滤对饮用水中消毒副产物及其前体物的去除机理及效果。结合国内外的研究现状,重点阐述了纳滤膜的特性及分离机理,在此基础上介绍了纳滤膜对典型和新兴消毒副产物的控制效果。