混凝-超滤处理低温低浊受污染水试验研究

以某市江水为研究对象,考察混凝-超滤组合工艺处理低温低浊受污染水的效果,比较不同混凝预处理形式对超滤膜膜通量的影响以及膜滤出水水质的变化.结果表明,混凝预处理可以减缓膜污染,改善膜通量,可将出水的浊度控制在0.2 ntu以下,提高了组合工艺对有机物的去除效果.当混凝剂投加量为30 mg/L时,混凝-超滤组合工艺对UV254和DOC的总去除率分别达到56.5%和39.0%.混凝后直接膜滤对超滤膜膜通量的影响最小,在60 m in内通量下降了11.5%,对UV254和DOC去除率效果最好,平均去除率为37.5%和32.9%.因此采用在线混凝-UF组合工艺可以更明显地改善低温低浊水的处理效果.     

有机物的相对分子质量对膜过滤通量的影响

研究有机物的相对分子质量对超滤膜过滤通量的影响．试验结果表明，水中相对分子质量大于30000的有机物是造成膜通量下降的主要因素．混凝处理能有效去除相对分子质量大于30000的有机物，提高过滤通量．相对分子质量在1000～10000的中性亲水性有机物，主要通过堵塞膜孔而造成膜通量缓慢下降．用混凝去除中性亲水性有机物的效果很差，防止或减缓膜污染的作用有限．     

再絮凝预处理对超滤膜的污染控制研究

试验针对混凝-沉淀-再絮凝-超滤组合工艺对水中有机物的强化去除效果和膜污染的控制效能展开研究.结果表明:再絮凝-超滤组合工艺对有机物的单元去除率可达26%,远高于传统的超滤膜组合工艺;同时,该工艺对有机物的去除主要体现在对中性亲水性有机物和分子量分别大于10kDa和小于1kDa的有机物方面,与传统超滤膜工艺有较大区别.当采用硫酸铝作为再絮凝剂,其投加量达到6.0mg/L时,统一膜污染指数(UMFI)达到最小(0.061 3m2/L),表明再絮凝预处理工艺能够更为有效地控制超滤膜的污染.Zeta电位的测试结果表明:再絮凝过程可使沉后水中残余的胶体Zeta电位降至0,从而减轻了膜表面对污染物的吸附;而再絮凝过程中微小絮体的形成也使得沉后水中颗粒物粒径增大,防止了膜孔堵塞现象的发生并使得形成的滤饼层结构较为松散,从而取得良好的超滤膜污染控制效果.     

预处理工艺控制膜污染试验及其机理分析

探讨了3种不同预处理技术对延缓超滤膜污染的作用.试验表明,前臭氧+在线混凝+超滤(工艺1)、前臭氧+超滤(工艺2)、前臭氧+预氯化+超滤(工艺3)3种工艺超滤膜过滤的临界通量分别为86.5,59.8,68.1L·(m2·h)-1.其中工艺1临界通量最大,且其稳定运行的时间最长(约190h),能够在一定程度上控制膜污染,这主要是因为水中的有机污染物质通过"矾花"被吸附到胶体类颗粒物上,通过膜筛分截留,减缓了有机污染物质与膜表面的接触与相互作用.控制、缓解膜污染方面,工艺3效果最好,其原因是在NaClO作用下有机物分子特征改变,一方面降低膜的通量负荷,改变其亲疏水性,另一方面NaClO使得滤饼层的电负性增大,过滤截留物和溶解性有机物较易在水力冲洗中被冲掉,跨膜压差得到很好恢复.通过扫描电镜发现,超滤膜表面附着一层滤饼层,滤饼层较疏松,而膜孔已被污染物堵塞;红外光谱研究发现,超滤膜经过氧化预处理和化学清洗,膜表面的某些基团被氧化,膜表面特性被改变.     

吸附预处理对缓解超滤膜污染的试验研究

以鄱阳湖原水为研究对象,考察了PAC吸附预处理对超滤膜处理出水的水质、膜通量变化和膜截留性能的影响,并探讨了不同条件下引起膜污染的污染物种类。结果表明,吸附预处理可以提高膜通量,缓解膜污染,处理后的原水中TOC的去除率大约为40%,提高了吸附-超滤组合工艺对有机物的去除效果。当增加吸附预处理,膜通量下降幅度明显减小,相比鄱阳湖原水直接进行超滤处理时的膜通量,能提升20%以上。在最佳吸附预处理条件下,超滤膜主要截留了鄱阳湖原水中的色氨酸、溶解性微生物产物和一部分腐殖酸,说明类蛋白质是引起膜通量下降的主要污染物。因此,采用吸附-超滤组合工艺可以提高超滤膜过水通量,缓解膜污染。     

试论超滤膜技术处理屋面雨水

雨水充沛,屋面雨水水质较好,处理后可作为中水回用,进行超滤膜技术处理屋面雨水的试验研究,投加混凝剂絮凝后再进行超滤,试验结果表明,超滤膜对水中浊度及有机物均有较优的处理效果,出水水质符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准,作为生活杂用水使用,在膜滤前,做一些混凝等的预处理,可以防止膜污染,增大膜通量。     

膜混凝反应器处理轻度污染地表水

应用混凝-活性炭吸附-微滤工艺研究了轻度污染地表水处理。实验结果表明，该工艺能够对水中的浊度和有机物有效地去除，对氨氮也有一定去除作用；同时工艺流程简单，停留时间短，设备紧凑。在原水浊度、CODMn、UV254、UV410和NH3-N平均值分别为34.8NTU、19.86mg/L、0.214cm^-1、0.022cm^-1和1.014mg/L时，出水平均值分别为0.7NTU、5.89mg/L、0.085cm^-1、0.002cm^-1和0.455mg/L。混凝在本工艺中可有效去除大分子有机物，缓解膜污染；投加粉末活性炭可以改善滤饼层结构，维持模通量，并对TOC和T-THMPF的去除起到作用；微滤可有效截留县浮物质，确保出水水质。     

污泥回流与粉末炭组合工艺强化去除有机物

研究通过试验考察了污泥回流与粉末活性炭吸附组合工艺对浊度、DOC和UV254的强化去除效能。并对比考察该工艺与常规混凝沉淀、单独污泥回流工艺的处理效能．结果表明,混合污泥回流与粉末活性炭吸附联用可以将浊度、DOC和UV254的去除率分别提高至89．2％、52．7％和60．1％,比常规混凝沉淀分别高12．4％、33．3％和24．7％,对DOC和UV254的去除率比污泥回流与粉末活性炭联用分别高9．5％和5．9％．组合工艺对浊度和有机物去除效能的提高可能是由于污泥中氢氧化物沉淀的卷扫和吸附以及粉末活性炭吸附协同作用的结果．组合工艺处理后出水余铝质量浓度比原水略有升高,但比常规混凝沉淀后余铝质量浓度低,原水浊度对组合工艺去除浊度和有机物效果有较大影响,该工艺的适用范围为原水浊度不超过100ntu．     

生化出水中各类有机污染物的特性及在混凝处理过程中的行为

以城市生活污水厂二级生化出水为研究对象,考察了生化出水中有机污染物中各组分含量、分子量分布特点等特性,以及各类有机物在三氯化铁混凝处理过程中的行为.实验结果表明:当生化出水中有机物浓度以DOC表征时,水中疏水性物质与亲水性物质各占50%,其中疏水酸浓度最高,约为42%,其次为亲水酸和非酸亲水物质,分别占26%和24%,非酸疏水物质仅为8%.其中疏水酸中的不饱和双键或芳香环有机物的含量较高.二级生化出水中的DOC主要集中在分子量大于10 000 D的有机物,占48.8%.在三氯化铁混凝过程中,能去除几乎所有的大分子量有机物以及大部分芳香族有机物(61%的UV254),对小分子、亲水性有机物基本没有去除效果.因此,混凝法需与其他能去除亲水性、小分子量有机物(＜3 000 D)的处理工艺结合,以进一步提高有机物的去除效率.     

粉末活性炭处理原水中溶解性机物的试验研究

采用模拟试验的方法,考察混凝剂与粉末活性炭(PAC)投加去除姚江原水溶解性有机物(DOC)的效果.试验结果表明,表征活性炭吸附性能的碘值与亚甲基兰值与有机物去除效果无显著相关性;混凝处理主要去除的是分子质量1×104~3×104u区段的有机物,而粉末活性炭处理其他区段的有机物效果较好,尤其是分子质量小于1×104u区段,去除率均在40%以上;混凝处理分子质量小于3×103u区段的有机物效果较差,几乎全部依赖粉末活性炭去除,该区段质量分数占姚江原水的70%,这是处理姚江原水时粉末活性炭投加量相对较大的主要原因.     

Effects of coagulation on submerged ultrafiltration membrane fouling caused by particles and natural organic matter （NOM）

Natural organic matter (NOM) and particles in source water are responsible for the majority of ultrafiltration (UF) membrane fouling that occurs during drinking water treatment. This study was conducted to (1) understand the UF membrane fouling phenomena caused by NOM and turbidity-causing particles and (2) investigate the effect of coagulation pretreatment on the alleviation of membrane fouling. In this study, kaolinite and humic acid (HA) were used to simulate the particles and NOM present in source water. The results revealed that the particles contributed to reversible fouling due to cake layer formation on the membrane surface, but that could be effectively reduced by increasing the frequency of physical backwashing. The results of the molecular weight (MW) distribution measurements, resin fractionation, SEM and FTIR analyses showed that HA primarily contributed to irreversible fouling. Taken together, the results of this study imply that the particles and NOM compounds present in source water may have different fouling behavior, and that particles may mitigate the irreversible fouling caused by HA. The addition of coagulant can lead to a higher rate of removal of large-sized hydrophobic compounds. Coagulation pretreatment can improve membrane performance and postpone membrane fouling development effectively, as well as retard the implementation of membrane chemical cleaning.     

超滤膜-混凝用于小城镇给水生产工艺试验研究

就混凝和超滤膜分离联用技术生产优质饮用水进行试验.试验结果表明,工艺自动化程度高,运行稳定,出水水质满足国家生活饮用水标准.PDVF超滤膜及其工艺系统不仅能有效去除浊度,对有机物也有较好的去除效果.     

大豆乳清超滤中膜通量衰减的模拟研究

根据膜通量衰减的过程曲线,把超滤膜通量的衰减过程分为2个阶段,分别对应于快速衰减期、缓慢衰减期,建立了膜通量J随处理时间t变化的半经验模型,采用该半经验模型,很好地拟合了大豆乳清液超滤过程中膜通量衰减的过程,分析了超滤膜材料、膜截留分子质量(MWCO)以及切向于膜面的水流速度等条件下膜通量衰减的影响因素,结果表明对每一个通量衰减阶段,造成膜通量衰减的原因均不是某一种因素的单独作用,阶段1内膜通量衰减的原因不仅仅是吸附污染,还涉及浓差极化和膜孔堵塞作用,阶段2内膜通量衰减的原因受膜材料、膜MWCO和进水流速等多种因素的影响而各不相同.     

粉末活性炭-超滤膜处理微污染原水试验研究

采用粉末活性炭-超滤膜工艺对微污染原水进行处理.试验主要研究该工艺对有机物的去除效果,粉末炭改善膜通量以及防止膜污染的效果.投加粉末活性炭能有效地提高膜通量,通过反冲洗,膜通量能得到很好的恢复,说明粉末炭能防止膜污染.由于粉末炭去除小分子量的有机物效果良好,因此,该工艺能有效地去除有机物和消毒副产物.     

天然水污染膜的物质研究

膜污染是膜在饮用水处理中遇到的最重要问题，为此，需要了解天然水中造成膜污染的物质．笔者通过扫描电镜观察，色质联机以及分子量分布手段分析膜清洗水，了解膜污染的物质构成．结果表明，引起膜污染的有机物主要是以烷烃类的非极性和弱极性的有机物；造成膜污染的无机离子主要是硅、铁、锌和锰等高价的阳离子，其中铁质量浓度最高．对膜清洗水进行的有机物分子量分布的测定表明，小分子量的DOC容易污染膜；而UV254无论分子量大小，都会对膜造成污染．     

粉末碳与污泥回流强化混凝低温低浊水及残余铝

研究了粉末活性碳与聚铝混合污泥回流强化混凝对浊度、UV254和DOC去除效能;同时考察了回流对各种形态铝质量浓度的影响.结果表明,当聚合氯化铝和粉末炭的投加量分别为10、20 mg/L,粉末活性炭-聚铝混合污泥回流量为60 mL/L(回流比6%),pH值为8时,浊度去除率最大为78.5%;pH值为6.5～7.0时,DOC和UV254的最大去除率分别达29.6%和53.3%.回流工艺能强化去除浊度和有机物主要是由于回流污泥中不溶性金属氢氧化物的架桥和卷扫作用,以及回流污泥中和预投加PAC最大限度的吸附作用.回流污泥中的Al主要以颗粒形式粘附于絮体上,回流沉后水总余铝质量浓度高于常规工艺,但溶解态铝质量浓度均满足GB2006-2597生活饮用水卫生标准(<0.2mg/L).     

水动力作用对污染物在河流水沙两相中分配的影响研究进展

通过总结近年来有关水动力作用对河流中泥沙吸附/释放重金属、磷等污染物影响研究成果,分析了水流紊动强度和流速对污染物在河流水沙两相中分配的影响规律。当水流紊动强度较低时,泥沙主要以床沙形式存在,泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度较低;随着紊动强度增大,水沙界面切应力随之增大并促使泥沙悬浮,污染物与悬浮泥沙颗粒接触面积增大,使得泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度显著增加。流速对污染物在水沙两相间分配的影响较为复杂。泥沙静止时,流速的增大会减小边界层厚度,增大水体溶解氧含量、氧化还原电位等参数,并使污染物在水体里的扩散由分子扩散转变为以紊动扩散为主,增强污染物在水-沙界面的交换通量,对污染物在水沙两相间的分配产生影响;随着流速进一步增大,床沙逐渐起动、悬浮,此时除上述因素外,泥沙运动状态、悬浮颗粒间碰撞强度、悬浮物的絮凝等均会对泥沙吸附/释放污染物产生影响,由于影响因素较多,作用机制复杂,目前关于泥沙运动对污染物在水沙两相间分配的影响所得结论仍存在分歧。相应的机理研究及数学模型的建立均做了较大简化。综观当前的研究成果,水沙运动及其化学生物过程等对污染物在河流水沙两相中的分配作用机理和耗氧有机物、有毒有机物等污染物与泥沙的作用机理是这一领域的未来研究重点。     

悬浮填料控制MBR膜污染效能研究

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加软质多孔、悬浮填料处理人工废水。分析测定膜污染阻力（Rf）、滤饼层阻力（Rc）、膜通量（FLUX）、跨膜压力（TMP）及处理水浊度和CODCr的变化,研究软质悬浮填料控制膜生物反应器膜污染的效能。实验结果表明,投加软质悬浮填料能有效降低膜污染阻力、滤饼层阻力和跨膜压力,增加膜通量,有利于延缓膜污染,提高膜组件的过滤性能;MBR中投加软质悬浮填料能提高CODCr的生物去除效率,但是降低了膜组件对微小悬浮固体的截留效能,增加了出水浊度和CODCr浓度。     

降低含聚采油废水矿化度的超滤实验研究

为了满足电渗析的进水要求,用超滤装置对大庆油田含油废水进行预处理.结果表明,超滤膜滤出水的含油量和悬浮物均小于1.5 mg/L,去除率可达到94%,浊度低于1.0 ntu,去除率达到90%以上,达到了电渗析的进水要求.同时对超滤膜的清洗进行了实验研究.     

超滤膜过滤通量计算模型的实验

采用中空纤维超滤膜装置去除饮用水中污染物,实验结果表明操作压力约在0.2MPa内,过滤通量与操作压力成线性增加关系;在操作压力恒定时,过滤通量随着原水溶液浓度的增加而减少.并指出原水中有机物的含量对过滤通量的影响较大,为了提高过滤通量,可降低溶液中有机物的浓度.通过对实验数据进行线性回归,提出了超滤膜过滤通量计算的经验公式,同时还认为该计算模型可给类似体系的超滤工程设计提供参考依据.