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。     

集成式单阀重力反洗超滤工艺处理引黄水库原水

通过对单阀重力反洗直接超滤工艺处理引黄水库原水的中试研究,从超滤膜选型、长期稳定运行的膜污染控制、出水水质和运行成本4个方面分析了直接超滤工艺在农村饮用水工程中的应用效能。针对具有引黄水库原水特质的微污染水源,经直接超滤工艺处理后,出水浊度低于0. 1 NTU,水质可稳定达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,出水微生物安全性可以得到有效保障;采用超滤技术直接过滤引黄水库原水时,可选用截留分子质量较小的内压式PVC合金超滤膜,同时在反冲洗水中添加10 mg/L的NaClO进行化学强化反冲洗,可使跨膜压差增长速率明显降低,延长维护性化学清洗周期,有效缓解膜污染;另外,长期以10 L/(m~2·h)的低通量工况运行有利于延缓膜污染。该工艺流程简单,管理方便,运行成本约为0. 1元/m~3,适宜在农村地区推广应用。     

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。     

短流程超滤工艺处理东江水中试研究

超滤在饮用水处理工程中的应用还存在流程长和净水功能发挥不充分等问题,导致运行费难以降低,限制了其推广应用。为此,通过构建直接超滤、微絮凝/超滤和混凝/沉淀/超滤三种短流程超滤工艺,并结合低通量运行技术进行中试研究,考察了各工艺的除污效能和运行稳定性。研究结果表明:三种短流程工艺对东江源水均能取得良好的处理效果,其中混凝/沉淀/超滤工艺对有机物的去除效果最好,微絮凝/超滤和混凝/沉淀/超滤能够稳定去除氨氮,而直接超滤则受到运行阶段的影响,三者在去除浊度上无明显差异;直接超滤和微絮凝/超滤工艺在低通量下运行时,污染缓慢且未见不可逆污染,但直接超滤工艺受原水水质影响较大,混凝/沉淀/超滤工艺能够在较高通量下低污染运行,但污染的可逆性较差,且投药量控制不佳时会导致污染速率显著增加;腐殖酸、富里酸和蛋白质类有机物均会引起膜的不可逆污染。     

混凝-微滤组合工艺处理饮用水的中试研究

采用处理能力为300m^3／d的混凝-微滤组合工艺处理饮用水。连续监测了系统的处理效果及膜污染特性。结果表明，该系统具有良好的处理效果，出水水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。系统运行期间，跨膜压差及膜比通量仅有较小程度的下降，排泥周期由24h变为48h，对膜污染和出水水质均未产生显著影响。     

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.     

超滤工艺处理含藻湖库水的中试研究

针对湖库水在夏季藻类含量过高的情况,采用以超滤为核心的组合工艺进行处理,考察了超滤中试系统对藻类的去除效果。结果表明,超滤系统出水的浊度、CODMn、细菌数量等指标均优于GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,出水浊度为0.1 NTU,CODMn平均去除率为40.0%;前加氯有助于有机物和细菌的去除,CODMn去除率提高了5.8%,膜出水的菌落总数有所减少;超滤系统出水平均藻密度为4.6×104个/L,低于卫生部推荐《饮用水源中藻类卫生标准》警戒限值,也远小于水厂工艺出水藻密度;在超滤之前增加预处理工艺能有效改善超滤过滤性能,膜过滤水厂沉后水的SF比直接过滤原水高出45%左右。超滤膜恒压运行时,0.055 MPa时的膜通量比0.040 MPa时高32%左右,但降低跨膜压差,维持相对低一些的膜通量可以使系统产水更加稳定。因此,采用以超滤为核心的组合工艺能有效地控制湖库水中的藻类,保障饮用水安全。     

短流程超滤工艺在沙河市水厂的应用研究

以浸入式超滤膜为核心的短流程净水工艺,是将混凝预处理、超滤、污泥浓缩和排泥等工序整合在一个构筑物中运行的一项新技术。结合该工艺在河北省沙河市城区水厂的运行,分析了其净化效能及膜污染情况。短流程超滤工艺的出水浊度保持在0.1 NTU以下,对浊度、CODMn和DOC的平均去除率分别为95.3%、60.5%和26.2%,同时对微生物的去除效果显著,出水水质完全符合饮用水标准。通过扫描电镜和三维荧光对膜污染的形貌和组分进行分析,考察了不同清洗药剂的清洗效果。超滤膜经化学清洗之后跨膜压差明显降低,膜性能的恢复效果十分理想。     

混凝——超滤短流程工艺处理高浊原水的研究

为了研究PVC复合膜对高浊度微污染长江原水的处理效能,并考察不同清洗方式在高浊期对膜污染的控制效果,对LJ水厂的混凝—超滤短流程工艺进行了深入调研,并在不同浊度期进行了相关试验。结果表明,在高浊期,混凝—超滤短流程工艺对浊度的去除率99%,出水平均浊度0.1 NTU,对COD_(Mn)、氨氮、亚硝酸盐的平均去除率分别为37.2%、56.5%、22.4%;膜系统出水水质稳定,处理效果安全可靠,生物安全性好;浸入式超滤膜采用低通量、低跨膜压差运行时,物理清洗可有效延缓膜污染,化学清洗可有效控制膜污染,膜系统接近于零污染运行。     

直接超滤/吸附-超滤工艺处理东江水中试对比研究

探讨了两种不同超滤组合工艺对东江微污染水源水的处理效果,并对两种工艺的膜污染情况进行了对比分析。试验表明,在10 L/(m2·h)的通量下,直接超滤工艺和混凝沉淀-活性炭吸附-超滤组合工艺对东江水的浊度和氨氮都有很好的去除效果,均能在低通量运行条件下稳定去除氨氮;与直接超滤相比,混凝沉淀-活性炭-超滤组合工艺能更好地去除水中的腐殖酸类、富里酸类和蛋白质类有机污染物。在膜污染方面,由于采用低通量运行,两种工艺的膜污染增长缓慢,未见不可逆污染。直接超滤工艺稳定运行后反冲洗周期为1 d,在混凝沉淀-活性炭的预处理条件下,超滤系统可实现60 d稳定运行而不进行物理清洗,使膜污染得到有效控制。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

大型超滤水厂PVC和PVDF膜运行特性差异与优化

超滤技术已广泛应用于城镇给水处理厂,使得饮用水水质得到显著改善。不同材质超滤膜的运行周期、膜通量、跨膜压差(TMP)等的变化规律会有显著的差异,需要根据各自的特点对超滤系统进行运行参数调控与优化,以保证超滤系统的长期稳定运行。分析了山东某大型超滤水厂超滤系统长期运行的特点,对比了PVC膜和PVDF膜孔结构特征、膜通量、跨膜压差变化趋势及膜过滤阻力特性,调控和优化超滤系统运行参数,并进行了长时间的运行验证。结果表明,膜孔径和膜孔结构不同造成的膜污染是PVC膜与PVDF膜过滤特性差异的主要因素,恒定过滤周期运行模式下PVC膜通量加速衰减时段为82~220 min,造成PVC膜通量衰减了9. 14%,并形成了约5%的永久衰减膜通量,而PVDF膜的通量衰减并不明显,使得水厂超滤系统在恒定过滤周期(180min)运行模式下,出现了PVC膜的污染速率明显高于PVDF膜、系统的运行工况出现显著差异的现象。按照恒定过滤阻力模式运行时,PVC膜和PVDF膜的最佳过滤周期范围分别为82~108 min和96~155 min。水厂超滤系统在恒定过滤阻力运行模式下将PVC膜与PVDF膜在高温期和低温期的过滤周期分别调整为110、90 min和150、120 min,TMP的增长速率和化学维护清洗周期均基本一致,超滤系统实现了长期稳定运行。研究成果为我国超滤水厂中不同材质超滤膜的运行参数优化及协同稳定运行提供了参考。     

混凝/膜过滤过程中泥饼层对膜污染的影响研究

混凝/膜过滤过程可以分离、浓缩污水中有机物,有望实现生活污水的直接处理。但混凝/膜过滤过程中形成的化学泥饼层对膜污染的影响复杂。通过超滤杯过滤试验,证实了混凝/膜过滤过程中形成的化学泥饼层可以提高膜通量,并能增强有机物截留效果,减缓膜的不可逆污染。在泥饼层过滤模式下,四次过滤后膜通量能够恢复到初始通量的85%,这对设计有自动水力清洗设备的膜混凝反应器的长期运行具有现实意义。     

粉末活性炭和超滤组合工艺处理低温低浊水试验研究

通过浸没式超滤试验考察了粉末活性炭和超滤组合工艺对低温低浊水的净水效能以及对膜污染的缓解作用,并对其机理进行探讨.试验结果表明,粉末活性炭和超滤组合工艺处理低温低浊水时,能够降低膜表面的负荷,对可逆污染和不可逆污染具有一定的缓解作用;粉末活性炭投加量为10mg/L时,粉末活性炭和超滤组合工艺出水的浊度低于0.06NTU,对CODMn,UV254的平均去除率分别为20.9%,25%,比单纯的超滤工艺的去除率分别提高了10%,15%.     

超滤/纳滤组合工艺的运行与优化研究

以超滤/纳滤组合工艺深度处理钱塘江水,探讨了运行参数对该工艺出水水质的影响以及物理和化学清洗的效果。结果表明,通量的增加以及运行周期和浓水排放周期的延长均可在一定程度上提高出水水质,但同时会加剧膜污染;运行压力的增大和错流速度的增加会提高膜通量和出水水质,膜污染速率会随压力的增加而加快,随错流速度的增大而减小;而提高回收率会使出水水质变差,同时加剧了膜污染;随着运行时间的延长,物理清洗对膜通量的恢复作用逐渐降低,适时的化学清洗可有效恢复膜通量,延长膜的使用寿命。     

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。     

低温期PVC合金超滤膜净化滦河水的中试研究

研究了在低温条件下PVC合金超滤膜处理北方地区微污染水的净水效能。试验结果表明,传统预处理工艺与超滤技术结合使用,能有效改善出水水质。试验期间,膜出水平均浊度为0.047 NTU,超滤膜系统对CODMn的平均去除率为33.1%,对TOC的平均去除率为23.9%。同时,超滤膜出水细菌总数基本未检出,大肠杆菌从未检出,有效提高了饮用水的微生物安全性。针对该试验水质条件,当通量为40 L/(m2·h),过滤周期为30~35 min,维护性清洗周期为3 d时,能保证超滤膜系统的良好运行。