粉末活性炭-超滤膜处理微污染水试验研究

基于超滤膜对有机物去除率低和超滤膜污染严重的现状,构建了传统工艺+超滤以及传统工艺+粉末活性炭(PAC)+超滤两组工艺,并对处理前后水样的浊度、UV_(254)、高锰酸盐指数进行检测,对比了两组工艺对微污染水中的污染物的处理效能。结果表明,两组工艺对于浊度的去除效果都比较好,出水浊度不受原水水质的影响,传统工艺+超滤组合工艺对于有机物的去除效果不理想;传统工艺+PAC+超滤组合工艺对有机物有着良好的去除效果,出水的浊度、UV_(254)和高锰酸盐指数的去除率分别为90.9%,84.6%和77.0%;超滤膜表面污染物主要为腐殖酸类物质和蛋白质类物质,经过化学清洗,基本上能恢复TMP,PAC的存在能有效减缓超滤膜的污染。     

粉末活性炭-超滤膜处理微污染水试验研究

基于超滤膜对有机物去除率低和超滤膜污染严重的现状,构建了传统工艺+超滤以及传统工艺+粉末活性炭(PAC)+超滤两组工艺,并对处理前后水样的浊度、UV_(254)、高锰酸盐指数进行检测,对比了两组工艺对微污染水中的污染物的处理效能。结果表明,两组工艺对于浊度的去除效果都比较好,出水浊度不受原水水质的影响,传统工艺+超滤组合工艺对于有机物的去除效果不理想;传统工艺+PAC+超滤组合工艺对有机物有着良好的去除效果,出水的浊度、UV_(254)和高锰酸盐指数的去除率分别为90.9%,84.6%和77.0%;超滤膜表面污染物主要为腐殖酸类物质和蛋白质类物质,经过化学清洗,基本上能恢复TMP,PAC的存在能有效减缓超滤膜的污染。     

响应曲面法优化高铁酸钾预氧化强化混凝效果

以高铁酸钾和聚合氯化铝为预氧化剂和混凝剂,采用响应曲面法考察高铁酸钾投加量和水体pH的交互作用对浊度和UV_(254)去除率的影响规律,并通过建立二次响应模型优化工艺参数。结果表明,两者的交互作用对混凝效果有较大的影响,高铁酸钾的预氧化作用有助于强化PAC混凝沉淀工艺对浊度和UV_(254)的去除效果,当水体在偏酸性或中性条件下,PAC和高铁酸钾联用强化混凝效果较优;对浊度和UV_(254)去除的二次多项式模型解逆矩阵得到优化的混凝参数为:高铁酸钾投加量为2.13 mg/L和水体pH为6.52,在优化条件下模型预测的浊度和UV_(254)去除率分别可达到91.9%和63.0%,实验验证得到92.5%和63.8%的浊度及UV_(254)去除率,与预测结果接近。证明利用响应曲面法能比较准确的预测混凝效果,可指导实际混凝过程、优化混凝参数。     

浸没式超滤膜组合工艺处理饮用水的中试研究

通过中试实验研究了混凝沉淀-超滤、混凝沉淀-砂滤-超滤和混凝沉淀-升流式曝气生物活性炭-超滤三种工艺处理饮用水的净水效果及对膜污染影响情况。结果表明,3种工艺的浊度和颗粒数去除率均能达到99%以上且不受原水水质影响,都能去除水中大多数的微生物和浮游动物,说明超滤膜组合工艺能有效的保证出水的生物安全性。超滤膜本身对水中溶解性有机物和氨氮的去除效果较差,相对于混凝沉淀-超滤工艺,选用混凝沉淀-砂滤-超滤工艺和混凝沉淀-升流式曝气生物活性炭-超滤工艺对COD_(Mn)、UV_(254)及氨氮的去除率分别提高了21.2%、18.2%、28.6%和40.8%、63.7%、59.2%,且这两种工艺的过滤阻力也远小于混凝沉淀-超滤工艺的过滤阻力。     

3种臭氧双层滤料滤池对水中有机物及氨氮去除效果研究

针对平原水库夏季有机物及氨氮含量高的问题进行了研究。采用滤前曝臭氧的方式,改变上层滤料的类型,对比3种滤池对水中有机物及氨氮的去除效果。结果表明,在臭氧处理前水的pH为6.84~7.32,COD_(Mn)为6.1~7.3mg/L、UV254为0.162~0.194 cm~(-1)、NH_3-N的质量浓度为1.5~2.0 mg/L的条件下,臭氧-煤砂滤池对水中COD_(Mn)、UV_(254)及NH_3-N的去除率分别为60.5%、87.3%和73.2%,臭氧-活性无烟煤-砂滤池对水中COD_(Mn)、UV_(254)及NH_3-N的去除率分别为81.3%、93.4%和88.3%,臭氧-炭砂滤池对水中COD_(Mn)、UV_(254)及NH_3-N的去除率分别为84.5%、95.2%和92.2%。3种滤池对浊度的去除率达到93%以上。相比传统煤砂滤池,采用臭氧与活性滤料联用能够提高滤池的生化性能,对季节性高有机物、高氨氮含量原水有较好的处理效果。     

超滤与强化混凝及其联用技术处理微污染窖水

为了经济、高效的提高西北农村地区微污染窖水的水质,实验采用PAC/NPAM/木质粉末活性炭与超滤联用处理微污染窖水,考察了对浊度、氨氮、UV_(254)以及COD_(Mn)的去除效果以及对膜通量的变化研究,并且将其与单独超滤、3种强化混凝(PAC、PAC/NPAM、PAC/NPAM/木质粉末活性炭)进行对比,其结果表明:联用技术的去除效果较单独超滤与PAC/NPAM/木质粉末活性炭的去除效率都高,其中联用技术对氨氮、COD_(Mn)、UV_(254)的去除率分别为50.07%,63.05%和84.7%,而单独超滤的去除率为15.36%,23.50%,16.17%,PAC/NAPM/木质粉末活性炭联合投加的去除率为42.09%,50.47%,64.25%;同时,联用技术下的膜通量衰减速率比单独超滤的缓慢,其中混凝沉淀/超滤的膜通量的衰减速率比单独超滤的平均减缓了36.24%,而在线混凝/超滤的膜通量的衰减速率比单独超滤的平均减缓了42.23%,适用于农村微污染窖水的净化。     

污水处理厂尾水强化混凝沉淀处理工艺

采用投加助凝剂(PAM)、臭氧、粉末活性炭三种强化混凝沉淀工艺处理污水处理厂尾水,通过监测分析尾水处理前后的水质变化,研究助凝剂、臭氧、粉末活性炭对混凝沉淀工艺的强化效果。研究结果表明,混凝剂和助凝剂投加量比值为100:1时,COD_(Cr)、TP和浊度的去除效果明显提高,其中COD_(Cr)去除率比不投加助凝剂时提高将近15%。臭氧预氧化可以明显提高色度、氨氮、UV_(254)等指标的混凝去除效果,当投加5 mg/L的臭氧时,色度、UV_(254)的去除率比不投加臭氧时分别提升26.21%、17.89%。粉末活性炭不宜与混凝剂同时投加,混凝前30～60 min投加适量粉末活性炭(10～20 mg/L),可强化COD_(Cr)、TP和浊度的去除效果。     

应急净水设备处理有机污染原水效能与分析

针对水源存在有机污染问题,开发了一套应急供水设备。研究了"电絮凝-气浮分离、超滤膜、活性炭吸附和氯消毒"集成工艺对原水浊度、COD_(Mn)、氨氮、铁等常规水质指标的去除效果。结果表明,该集成工艺对原水中的有机物具有良好的去除效果,浊度、COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别为99.1%、67.5%、66.2%。其中,电絮凝-气浮分离工艺对COD_(Mn)和UV_(254)的去除起主要作用,对铁也有68.5%的去除率。设备供水水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),供水水量为53.4m~3/d,能满足突发应急状况下10 000人/d的饮用水需求,为解决突发状况下饮用水的应急供应提供了方法。     

预氯化去除饮用水水源中高浓度氨氮等污染因子的应急处理研究

从水污染应急的角度,进行了氨氮的应急处理研究.氨氮去除采用常规工艺与预氯化为主要预氧化工艺比较试验.结果表明,常规的混凝,沉淀工艺对氨氮的去除作用有限,其主要作用仅为去除水中的致浊物质及部分有机物.在投加次氯酸钠作为预氧化药剂之后,发现其具有较好的去除氨氮的效果,当原水氨氮的质量浓度在1.0mg·L~(-1)左右时,次氯酸钠投加量为8.4mg·L~(-1),能够高效地去除氨氮,沉后水氨氮质量浓度为0.292mg·L~(-1)(达到国家一级水源水质标准),去除率为68.78%,UV_(254)也有32.26%的去除率;如同时需要更高的UV_(254)的去除率,则可选用次氯酸钠9.6mg·L~(-1)的投加量,此时氨氮的去除率为87.20%,水源水的氨氮质量浓度在0.123 mg·L~(-1)的水平,同时UV_(254)的去除率可以达到45.16%,从而控制THMs和THMFP这些毒副产物形成量在相当低的水平,是最理想的选择.此法在短时间内作为去除氨氮这种毒性很强的物质的应急使用是可行的,但不能长期使用,因为对微污染水源而言,如投氯量把握不当,则也会产生较多的毒副产物,对饮用水的质量安全构成明显影响.     

混凝和活性炭吸附联用处理微污染源湖水研究

以天津某高校湖水的水质作为研究对象,运用控制变量的检测方法控制单一的外部环境,通过研究处理水质效果,确定最佳运行条件。实验表明:混凝和活性炭联用技术比单用活性炭效果要好,联用情况下浊度去除率高达99%,COD去除率相较单用活性炭处理要高出7%,UV_(254)去除率相较其提高4%。混凝和活性炭处理二者相互促进,对处理仁爱为污染原水时能非常有效地增强处理效果和处理效率。     

高锰酸盐、高铁酸盐和臭氧预氧化处理饮用水

对高锰酸盐(PM)、高铁酸盐(Fe(VI))和臭氧(O_3)3种氧化剂预处理对饮用水中浊度、溶解性有机碳(DOC)、UV_(254)和溴离子(Br~-)、三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)含量的影响进行了研究。结果表明,3种预氧化均能在一定程度上提高浊度、DOC、UV_(254)、Br~-的去除效果。其中O_3预氧化取得最好的去除效果,Fe(VI)次之。虽然PM预氧化能在一定程度上提高去除效果,但其去除效果不明显。混凝-沉淀-过滤处理基本不能去除Br~-,滤后出水中ρ(Br~-)/ρ(DOC)升高导致消毒后溴代THMs和HAAs含量升高。预氧化处理导致Br~-含量降低,可以减少溴代THMs和HAAs的比例,同时也能减少总的THMs和HAAs含量。因此预氧化处理可以降低消毒出水中与DBPs相关的毒性。     

内压式超滤工艺处理山区水库水的试验

针对我国农村饮用水处理技术落后、建设管理水平低的现状,构建了重力流超滤系统处理山区水库水,在验证内压膜除浊、除污和消毒功能的基础上,重点考察错流周期对内压膜的净水效能和膜污染的影响。结果表明:内压式超滤膜具有良好的除浊和灭菌功能,滤后水浊度低于0.1 NTU;菌落总数的去除率大于99.9%,对水中的CODMn、UV254、氨氮的去除率为14%~29%、8%~27%、10%~24%。而在错流周期为1 h、错流流量为45 L/(m~2·h)的条件下,超滤膜的净水效能和使用周期最佳,对COD_(Mn)、UV_(254)和氨氮的平均去除率较滤膜本身提高了5.43%、6.13%、3.3%,净水效果稳定,膜通量下降缓慢,自用水与能耗方面也保持在较低水平。     

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。     

改性PSF超滤膜与混凝工艺组合处理赣江微污染水源水

制备了改性PSF超滤膜,研究了原膜、改性膜分别与混凝工艺组合处理赣江微污染水源水的处理效果。研究表明,组合工艺处理浊度时,两膜的处理效果都比较明显,PAC的加入量对其影响较小。对UV_(254)、氨氮进行处理时,改性膜的处理效果均比原膜好。加入40 mg/L的PAC时,两膜对UV_(254)的去除率达最大值,其中原膜为39.52%,改性膜为58.73%。在PAC的投入量由10 mg/L增至30 mg/L的过程中,两膜对氨氮的去除率均呈增长趋势,其中原膜由13.23%增至23.68%,改性膜由17.57%增至39.42%,继而增大PAC的加入量,去除效果无明显变化。PAC的加入量在10~30 mg/L时,原膜的极限超滤时间维持在70 min以上,改性膜的极限超滤时间维持在150 min以上。综合考虑出水水质和经济成本的影响,采用组合工艺处理赣江微污染水源水时PAC的加入量宜在30~40 mg/L范围内。     

水处理各工艺单元对有机物及消毒副产物前体物的去除效果

通过搭建具有新型工艺"臭氧预处理+常规工艺+臭氧生物活性炭处理(臭氧-BAC)"的中试装置,考察了其对北太湖原水中有机物和消毒副产物前体物的去除效果。结果表明:整套工艺能够有效降低各类有机物浓度,对COD_(Mn)、DOC、UV_(254)和三卤甲烷生成潜能(THMFP)的去除率分别达到63.8%、42.1%、72.3%以及33.4%,其中COD_(Mn)的出水浓度为1.39 mg/L,出水中THMFP的浓度为316.1μg/L;对有机物和三卤甲烷(THMs)前体物去除效果最显著的是混凝沉淀阶段,其中对UV_(254)的去除效果最明显,去除率达到59.1%,UV_(254)能够间接表征水体中的THMFP含量;水中的余氯能够持续与有机物反应生成消毒副产物,因此三卤甲烷初始值(THM_0)与水中余氯含量的变化具有较大的相关性;臭氧-BAC阶段THMFP浓度升高了13.0%。     

水合MnO2对低温低浊水处理效能及残余铝的影响

通过烧杯混凝试验分别考察了低温低浊水中聚合氯化铝(PAC)与水合MnO2的除浊去污效果,研究了PAC与水合MnO2联用的混凝效果以及对水中残余铝的影响,结果表明低温低浊水中PAC虽对溶解性有机物(DOM)有一定的去除效果,但最大浊度去除率仅为30.63％,并伴有水中残余铝大幅上升趋势.单独使用水合MnO2将会导致水中浊度升高,但对溶解性有机碳(DOC)与UV254去除率可达17.78％和6.9％.PAC与水合MnO2联用能够有效降低沉后水浊度(最大去除率为61.9％),并降低水中DOC,其最大去除率达23.05％,且使水中胶体铝与溶解性铝的浓度得到降低.     

PVDF超滤膜用于城市污水深度处理的试验研究

采用混凝沉淀-超滤组合工艺进行了城市二级出水深度处理的试验。结果表明,超滤膜对浊度、UV254、COD、PO43--P的平均去除率分别为100%、21.2%、28.36%、31.5%,超滤膜分离系统的产水率为84.6%。超滤前加混凝沉淀预处理,可以提高水中有机物的去除率,同时减轻了膜污染。     

磁性树脂去除垃圾渗滤液生化出水中的COD和UV_(254)

垃圾渗滤液生化出水COD_(Cr)为924.2 mg/L,MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水最优投加量为1.725 g∶50.0 m L,COD去除率为56.51%,UV_(254)去除率77.44%。pH为8.72时,MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水COD和UV_(254)的去除率最高。随着电解质的加入,MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水中COD和UV_(254)的去除率降低。升高温度有利于MIEX~树脂对垃圾渗滤液生化出水中COD和UV_(254)的去除。MIEX~树脂可用2 mol/L Na OH溶液再生。机理研究表明:MIEX~树脂可通过阴离子交换和疏水作用去除垃圾渗滤液生化出水中的COD和UV_(254)。     

常州段长江原水强化混凝处理工艺的中试试验

为了提高长江常州段原水的混凝处理效果,采用不同混凝剂和助凝剂对长江水进行强化混凝现场中试试验。结果表明,聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和明矾这3种混凝剂中,PAC对长江水的混凝效果最好,形成絮体大,沉降性能好。PAC最佳投加量为30 mg/L,浑浊度去除率为84.6%,UV_(254)去除率达43.1%,COD和DOC去除率也较高,三维荧光强度显著降低。当聚丙烯酰胺投加量为0.09 mg/L时,可以兼顾助凝效果和经济性,浑浊度去除率达87.2%,UV_(254)去除率达46.9%,三维荧光强度进一步降低。研究优化了长江水的强化混凝运行工况,对于指导实际水厂运行具有较好的参考意义。     

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。