混凝—微滤工艺去除膜反洗水中有机物的试验研究

采用混凝-微滤工艺处理混凝-超滤中试装置的膜反洗水(MBW),将试验原水和出水经不同截留分子质量的超滤膜过滤,分析了不同分子质量区间的有机物分布.此外通过改变混凝剂(FeCl3)投量、采取投加粉末活性炭(PAC)等措施,考察了MBW中有机物的去除率与FeCl3投量、处理工艺(混凝-微滤、混凝-PAc吸附-微滤工艺)的关系.研究结果表明,MBW中DOC主要分布在分子质量>30 ku和分子质量<1 ku的区间内,THMFP、UV254主要集中在分子质量<1ku的区间内;混凝过程能有效去除分子质量>30 ku的大分子有机物,PAC能有效去除小分子有机物;随混凝剂投量的增加,对DOC、UV254、THMFP的去除率均有不同程度的提高.     

粉末活性炭与聚合氯化铝污泥回流技术的研究

采用粉末活性炭( PAC)和聚合氯化铝(PACl)混合污泥回流与炭砂滤池组合工艺处理微污染东江原水,考察了其对浊度、UV254、氨氮的强化去除效能,并对比了不同回流比时对各指标的去除效果.结果表明:将PAC与PACl混合污泥回流时,经沉淀后对氨氮的去除率最高可达57.7％,对UV254的去除率最高可达65.5％,分别比常规工艺高56.6％和20％;就去除浊度而言,当混合污泥的回流比＞10％时,沉后水浊度在3 NTU以上;对去除氨氮而言,当混合污泥的回流比为7％ ～ 10％时,经沉淀后对氨氮的平均去除率在50％左右;对去除UV254而言,当混合污泥的回流比为4％ ～ 10％时,经沉淀后对UV254的去除率为60％左右.     

混凝/粉末炭组合预处理改善超滤膜污染可逆性的效能

通过投加聚合氯化铝(PACl)和粉末活性炭(PAC)进行预处理,研究二者组合减缓超滤过程中膜通量下降的效果,以及预处理效果与膜的不可逆污染之间的关系,并分析了膜污染机理。结果表明,组合预处理相比于单独预处理能够有效减轻膜污染,使膜污染的不可逆性大大降低。同时,相较于混凝/吸附(先混凝后吸附)预处理,吸附/混凝(先吸附后混凝)组合方式在缓解膜污染和改善可逆性方面都更具优势。对经预处理的水样进行膜过滤,不可逆污染与相关指标的拟合结果表明,不可逆污染与预处理过程对UV_(254)和DOC的去除率呈负相关,与SUVA值呈正相关,不可逆污染与UV_(254)的相关性较DOC好,原水中的UV_(254)类污染物是造成超滤膜不可逆污染的主要物质。     

PAC/AC吸附与超滤膜组合去除二级出水中有机物

对粉末活性炭(PAC)和活性焦(AC)两种吸附材料与超滤膜组合工艺对城市污水处理厂二级出水中有机物的去除能力进行了考察,并对两种组合工艺对膜比通量的影响进行了探讨。结果表明:PAC和AC的最佳投加量均为40mg/L;PAC和AC吸附可提高超滤膜对二级出水中有机物的去除效果,PAC/AC吸附-超滤组合工艺对UV254的去除率可达67.5%⁶9.8%,对DOC的去除率可达46.5%69.8%,对DOC的去除率可达46.5%⁴7.2%;在最佳投加量条件下,AC吸附可减少膜比通量的下降,而PAC由于投加量过大,导致膜比通量下降较快。     

磁性离子交换树脂与超滤膜联用处理淮河原水

采用磁性离子交换树脂(MIEX)/混凝沉淀/超滤膜(UF)工艺处理淮河原水,考察了对有机物的去除特性以及MIEX预处理控制膜污染的效果.结果表明:UF出水浊度稳定在0.1NTU以下,粒径>2 μm的颗粒数平均为11个/mL,粒径>10μm的颗粒物被完全去除;组合工艺对CODMn和UV254的去除率分别为75.3%和90%,且能有效去除不同分子质量区间的有机物;系统对疏水性有机物(HOM)、弱疏水性有机物(WHOM)、荷电亲水有机物(HIC)的去除效果均较好,去除率分别为94.6%、82.7%和81.3%;组合工艺对三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)的去除率分别为90.7%和87.6%;MIEX预处理可有效减缓膜污染,运行期间超滤膜的跨膜压差上升缓慢,经水力反冲洗后跨膜压差就基本得到恢复.     

混凝/微滤去除滦河水中不同分子质量有机物的效果

采用混凝/微滤工艺处理滦河水,以DOC、UV254、THMFP为指标考察了处理前、后水中有机物的分子质量分布.结果表明,原水中的有机物以溶解性小分子有机物为主,该部分有机物是生成THMs的主要物质,其中分子质量为1-3 ku的有机物生成THMs的能力最强;混凝/微滤工艺对分子质量>10 ku的DOC的去除效果较好,在各个分子质量区间,对UV254的去除率均高于对DOC的;系统对THMFP的去除率约为40%.     

预氯化/超滤技术处理滦河水的中试研究

采用混凝/沉淀/超滤组合工艺处理滦河水并进行现场中试。结果表明,超滤膜具有良好的除浊功能,对CODMn、UV254与DOC也有一定的去除效果,出水水质稳定。预氯化能够提高超滤膜对CODMn与UV254的去除率,且有助于减缓比通量的衰减,但预氯化只是改善了超滤膜的透水通量,并没有从根本上消除膜污染。     

MIEX/PAC工艺对景观回用再生水的深度净化效果

采用磁性离子交换树脂/混凝(MIEX/PAC)组合工艺对景观回用再生水进行深度净化,分别考察了MIEX和PAC的单独净化效果,以及PAC投量对MIEX/PAC组合工艺净化效果的影响。当单独投加MIEX为20 mL/L时,对COD、UV254、TN、浊度和叶绿素a的去除率分别是51.39%、45.41%、62.26%、77.84%和72.25%,对荧光类有机物的去除率在58.28%~73.86%之间。当单独投加PAC混凝剂为120 mg/L时,对COD、UV254、TN、浊度和叶绿素a的去除率分别是48.61%、38.62%、41.51%、88.42%和85.59%,而对荧光类有机物的去除率仅为14.13%~29.22%。经MIEX预处理后再进行混凝沉淀,对COD、UV254、TN、浊度和叶绿素a的去除率分别提高了9.72%、2.64%、1.89%、18.04%和26.72%,表明在该组合工艺中MIEX单元是去除溶解性有机物和TN的主要贡献者。     

MIEX/超滤一体化工艺净化长江原水的研究

水体中的天然有机物是造成超滤膜污染的重要因素。考察了磁性离子交换树脂(MIEX)/超滤膜一体化净水工艺处理长江原水的效果,并通过与超滤膜直接过滤进行比较,探讨了MIEX预处理对去除有机物的影响及控制膜污染的效果。结果表明,与原水直接进行超滤处理相比,组合工艺对CODMn、DOC、UV254的去除率分别提高了40.70%、38.20%和43.90%。MIEX/超滤工艺控制消毒副产物的优势更为明显,对THMFP和HAAFP的去除率分别达62.54%和55.83%。由于MIEX预处理去除了原水中56.72%的疏水性有机物,降低了超滤膜的负荷,延缓了膜表面致密凝胶层的形成,因而减少了膜孔堵塞,可有效控制运行压力的增长速度,延长过滤时间。     

二氧化氯投加点对超滤膜运行效能的影响

通过混凝/沉淀/超滤与二氧化氯氧化的组合工艺中试研究,考察了二氧化氯的混凝前投加和沉淀后投加对组合工艺的净水效能和缓解膜污染的影响,并探讨了二氧化氯投加点对超滤膜污染的影响机制.试验结果表明:二氧化氯投加点对组合工艺去除颗粒物和病原性微生物的效能无明显影响;在混凝前投加二氧化氯时组合工艺对CODMn和UV254的去除率比沉后投加的分别提高了约6.8％和7.2％.混凝前投加二氧化氯对膜污染的缓解作用大于沉后投加的,主要是因为混凝前投加二氧化氯能够强化混凝沉淀预处理,同时延长接触时间,强化对大分子有机物的氧化降解作用.     

混凝沉淀/PAC吸附/超滤工艺处理引黄水库冬季原水

采用混凝沉淀/粉末活性炭吸附/超滤工艺(简称PAC-UF工艺)处理黄河下游引黄水库冬季原水,中试结果表明:当处理冬季低温低浊水时,聚合氯化铝的最佳投量为6 mg/L,粉末活性炭的最佳投量为20 mg/L;PAC-UF工艺可以将出水的浊度控制在0.1 NTU以下,去除率达98%以上;投加20 mg/L的粉末活性炭能使混凝沉淀/UF工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的平均去除率分别提高12%和15%;同时,投加粉末活性炭还能够缓解超滤膜的不可逆污染,但缓解的程度有限.     

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。     

PAC/PS预处理对水中镉的去除及UF膜污染控制

采用粉末活性炭耦合过硫酸盐(PAC/PS)作为超滤的预处理工艺,考察其对原水中镉和天然有机物的去除效果,以及对超滤膜污染控制的影响。结果表明,对于镉超标6倍的原水水样,当PAC和PS投加量分别为30 mg/L和300μmol/L、接触时间为60 min时,UV₂₅₄、DOC和镉的去除率分别可达到91.7%、68.2%和92.7%,镉浓度可降至《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)规定的限值(5μg/L)以下;与直接超滤相比,设置PAC/PS预处理工艺后超滤膜比通量提升了50.5%,XDLVO预测模型中胶体污染物-超滤膜相互作用的总界面能降低了75.38%,超滤膜污染减轻。     

浸入式膜系统回收膜反洗水的试验研究及工程应用

为提高超滤膜系统的产水率,采用混凝/粉末活性炭/浸入式膜组合工艺,对中试超滤膜反洗水进行了回收处理。结果表明,膜反洗水中的有机物浓度较高,以DOC表征的有机物主要分布在MW30 ku和MW1 ku区间内;回收系统的平均出水浊度为0.07 NTU;当FeCl3和PAC的投量均为15 mg/L时,出水CODMn平均为2.81 mg/L,平均去除率达到了50.7%;回收系统出水的pH和微生物指标均满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。将该反洗水回收工艺应用于杨柳青水厂的膜处理示范工程,可使系统的产水率从79.85%提高到98.03%,可减少废水排放量达33×104m3/a。     

不同预处理/超滤工艺的除污特性及氯消毒效能

研究了直接超滤、粉末炭/超滤、混凝/超滤三种工艺的除污特性和相应的氯消毒效能。结果表明:三种超滤工艺的除浊率均能达到99%以上,但直接超滤工艺对溶解性有机物、氨氮、氯消毒副产物前体物的去除效果较差,粉末炭/超滤和混凝/超滤工艺集合了超滤和预处理工艺的优点,除污效能得到强化。由于微生物个体生长和挤压变形,超滤膜后仍有少量菌落检出,加氯1.0 mg/L后,三种超滤工艺的出水水质在48 h内均优于国标要求;粉末炭/超滤、混凝/超滤组合工艺均能降低氯消毒副产物生成势,且对HAAFP的去除效果较THMFP的好。     

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.     

管道混凝/超滤工艺深度处理回用水的中试研究

采用管道混凝/超滤组合工艺深度处理回用水,考察了其处理效能及影响因素.结果表明,在相同条件下FeCl_3的混凝效果优于PAC的;组合工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的去除率均随混凝剂FeCl_3的投量及混凝时间的增加而增大;组合工艺深度处理回用水的最佳工况:膜通量为64L/(m~2·h)、混凝剂FeCl3投量为7 mg/L、混凝时间为100 S,此时对浊度、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别可达84.1%、28.6%和52.4%.     

含炭高密度沉淀池/超滤工艺处理污水厂二级出水

采用含炭高密度沉淀池/超滤组合工艺处理污水厂二级出水,考察了其对常规指标和微量有机污染物的去除效能,并对膜污染特性进行了分析。结果表明,组合工艺对浊度的去除率高达99.9%,出水浊度在0.01 NTU左右;对DOC、UV(254)、TP、氨氮和TN的平均去除率分别为41.02%、49.82%、60.44%、23.34%和10.90%;三维荧光光谱分析表明,组合工艺能有效去除水中的腐殖质和蛋白质类有机物;通过LC-MS/MS检测水中微量有机污染物发现,组合工艺可以使水中的微量有机污染物含量下降66%以上;同时含炭高密度沉淀池预处理能有效减轻膜污染,使跨膜压差增长速度减缓。