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.     

混凝/吸附预处理对超滤膜过滤特性的影响

采用混凝和吸附两种方法预处理模拟微污染地表水,研究了不同水样的污染物指标与超滤膜污染的关系,分析了颗粒物特性对超滤膜通量的影响. 试验结果表明:粉末活性炭吸附能够有效降低水中有机物浓度,但是对于浊度去除效果不明显;混凝对于有机物去除效果较差,但能明显降低水中浊度. 混凝预处理能够有效提高膜通量,但吸附对膜通量没有影响. 不同水样的膜污染指数与浊度及溶解性有机物（DOC）的相关性拟合表明,膜污染指数与浊度性相关性较好,与DOC相关性较差,水中浊度物质是试验条件下膜污染的主要物质;0.01~1.20μm的胶体和颗粒物是造成膜通量下降的主要因素,同时,浊度物质造成的膜污染指数具有良好的累积性.      

半程混凝/臭氧化/陶瓷膜过滤新型净水集成工艺

为研究半程混凝/臭氧化/陶瓷膜过滤新型净水集成工艺处理微污染原水时膜污染的控制及该工艺对污染物的去除能力,进行了小试实验,分别改变混凝剂和臭氧的投加量,考察不同工艺条件对跨膜压差及出水水质的影响.结果表明:半程混凝和臭氧可以有效降低膜污染,混凝剂聚合氯化铝(PAC)的投加量为12.5mg/L时,跨膜压差由原水直接过膜时的-0.074MPa降低至-0.021MPa,臭氧的投加量从0mg/L增加至2mg/L时,跨膜压差由-0.068MPa降低至-0.049MPa;半程混凝/臭氧/陶瓷膜集成工艺对有机物的去除效果显著,工艺出水中有机物分子质量分布范围由原水的小于5ku缩小至小于3ku,一部分大分子有机物转化为小分子有机物;该工艺对CODMn和UV254的去除率分别为60.00%和68.00%,对THMFP和HAAFP的去除率分别为57.59%和48.39%;集成工艺出水浊度低于0.05NTU,水中粒径大于2μm的颗粒数小于等于10CNT/mL,细菌总数和总大肠菌群数为0,出水的微生物安全得到保障.     

化学预氧化强化铁锰复合氧化物混凝除污染效能

通过混凝杯罐试验,研究了化学预氧化与铁锰复合氧化物(FeMnO)联用对有机物的去除效果,考察了氧化剂投量、预氧化时间对有机物的去除效果的影响.结果表明,FeMnO对有机物有一定的去除效果,高锰酸钾、过氧化氢及次氯酸钠作为预氧化剂可以提高FeMnO混凝对有机物的去除效果,最佳投药量分别为15、20、30 mg/L,最佳预氧化时间为20 min,在最佳投量和最佳预氧化时间下,对TOC的去除率分别为6510%、5515%及5631%;对UV254去除率分别为5105 %、5305 %及6040 %.化学预氧化强化了FeMnO混凝对有机物的去除效果,是一种良好的除微污染技术.     

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.     

混凝预氧化过滤工艺对冬季低温微污染地下水处理

目的确定最佳混凝预氧化过滤工艺条件,解决低温微污染地下水处理难度较大的问题.方法在低温实验室配制微污染地下水,通过投加混凝剂,ClO_2、NaClO两种预氧化剂以及锰砂、陶粒锰砂二级过滤,以Fe、Mn、COD_(Mn)、氨氮(NH_4~+-N)、浊度等指标为参照,对比两种预氧化剂分别和两种滤料二级过滤的运行效果.结果混凝-二氧化氯预氧化-陶砂锰砂二级过滤工艺对Mn的去除效果在标准值边缘,Fe、COD_(Mn)、NH_4~+-N、浊度等指标的质量浓度均满足《生活饮用水卫生标准检测方法》(GB/T5750—2006),该工艺对微污染地下水有较高的去除率.结论混凝-二氧化氯预氧化-陶砂锰砂二级过滤工艺对低温微污染地下水处理效果较好.     

混凝沉淀-生物粉末炭/超滤组合工艺处理含嗅味微污染水研究

针对富营养化湖库水普遍存在的藻类、有机物污染及嗅味问题,以实验室模拟的含嗅味微污染水为试验水样,研究了混凝沉淀-生物粉末活性炭/浸没式超滤(BPAC/SUF)组合工艺对叶绿素a、有机物和嗅味污染物的去除效果及对膜污染的影响,探讨一种有效的含嗅味微污染水处理技术. 结果表明,混凝沉淀-BPAC/SUF组合工艺对叶绿素a的去除效果显著,平均去除率达95.5%;组合工艺可强化有机物的去除效果,对UV₂₅₄、DOC和COD_Mn的平均去除率分别为31.0%,30.4%和51.0%;对二甲基异冰片(2-MIB)和土臭素(GSM)有较好的去除效果,平均去除率为74.8%和75.1%,出水平均浓度均在嗅阈值以下;整个实验期间,跨膜压差仅增长了3.80 kPa,膜污染得到很好的缓解.      

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.     

气浮/超滤工艺处理微污染水试验研究

采用高锰酸钾预氧化-粉末活性炭吸附-混凝气浮-超滤组合工艺处理微污染水源水,考察了微污染程度随时间及温度的变化规律以及组合工艺对浊度、藻类、TON、CODMn、UV254、NH3-N等指标的去除效果.探索了组合工艺的基本控制参数,为水厂改造工程提供了设计依据.     

混凝-超滤处理聚驱采油废水工艺研究

对应用混凝-超滤组合工艺处理聚驱采油废水进行了研究,考察了混凝剂PAC用量、pH值、温度、速度梯度G值、跨膜压力等因素对混凝超滤处理聚驱采油废水效果及膜污染状况的影响,并对膜清洗及膜污染机理进行了研究.结果表明,当PAC质量浓度为400 mg/L、pH值为8.2,温度40℃,速度梯度G值在380 s-1,跨膜压力为0.04 MPa时,处理效果最佳,对废水中油质量浓度、浊度、HPAM、COD的去除率分别为92.7％、94.6％、87.5％、95.2％.对膜污染动力学模型的考察结果显示膜污染主要由浓差极化引起.     

粉末活性炭-混凝-超滤联用工艺处理微污染原水的中试研究

对昆山傀儡湖微污染原水进行了粉末活性炭-混凝-超滤联用工艺的中试研究,研究表明混凝剂PAC投加量在30 mg/L的情况下,对浊度有较好的去除效果,但是对有机物的去除率较低.通过膜前在线再混凝,对CODMn的去除率有所提高,但对UV254没有明显影响;本中试对水中颗粒数也有较大的去除,去除率达到99%以上.     

高锰酸钾预氧化对有机物构型与超滤膜污染的影响

以引黄水库水为水源,基于超滤组合工艺中试装置,考察KMnO4预氧化对有机物转化和超滤膜污染的影响。研究结果表明:原水以相对分子质量大于3×103的有机物为主,亲疏水性有机物比例相当。混凝沉淀主要去除疏水性与相对分子质量大于1×105的有机物,去除率分别为13.50%和47.06%。随投加量的升高,KMnO4对相对分子质量大于1×105的有机物去除率增加,同时产生了较多相对分子质量为3×103～1×105的有机物;水中疏水性有机物随之由降低变为升高。当KMnO4投加量适量时,可以减少膜污染,当投加量过高时,则会增加膜的不可逆污染。超滤膜去除的主要是疏水性有机物,相对分子质量大于1×105和1×104～1×105的有机物分别是造成膜可逆与不可逆污染的主要因素。超滤反洗废液中主要为相对分子质量大的疏水性有机物,化学清洗废液中的Mn含量随KMnO4投加量升高而增大。     

化学预氧化对饮用水源水藻类的控制效果

对常规混凝沉淀工艺的处理效果和高锰酸盐复合药剂(PPC)、氯(Cl2)、氯氨(NH2 Cl)和臭氧(O3)预氧化除藻和除有机物效果进行了研究.结果表明,混凝除藻和除浊规律一致,但与除有机物不一致,传统混凝取得理想的除藻效果不经济.PPC在预氧化除藻、除有机物以及助凝中均表现了良好的性能,30 mg/L的Al2(SO4)3混凝条件下2mg/L PPc即可有效提高藻类和有机物去除效果.O3其次,而Cl2和NH2Cl预氧化除藻效果较差,而且基本没有助凝效果.     

强化混凝去除微污染水源中天然性有机物的研究

强化混凝同传统处理工艺相比对DOC和BDOC的去除率分别提高了32%和20%。影响混凝效果的因素有:混凝剂种类、混凝剂投加量、原水水质、pH值、原水碱度、搅拌条件及药剂投加顺序等;强化混凝去除天然有机物的方法有加活性炭粉末、加高锰酸盐预氧化、预臭氧氧化等。     

粉末活性炭-超滤膜工艺净化松花江水

为了研究超滤(UF)技术对地表水的处理效果,建造了一座120吨/天的中试规模的膜处理水厂.以松花江水为水源,用粉末活性炭(PAC)吸附作为超滤的预处理工艺,组成了PAC-UF系统.结果表明:PAC-UF工艺的出水浊度在0.15NTU左右,而且不受进水浊度的影响;原水不经过PAC吸附直接超滤时,膜出水有机物浓度和膜进水有机物浓度存在线性关系;UF对UV254的平均去除率在10%左右,对溶解性有机碳(DOC)的平均去除率在8%左右;加入PAC吸附后对有机物的去除有明显提高.     

常规/臭氧生物活性炭去除有机物及亚硝胺前体物特性

该文考察运行18个月的常规/臭氧-生物活性炭(O3-BAC)组合工艺对中国华东地区某微污染湖泊水的处理特性。结果表明:此时该工艺去除有机物能力有限,但对消毒副产物亚硝胺前体物的去除能力高于其他有机物。工艺出水溶解性有机碳(DOC)质量浓度、UV254和溶解性有机氮(DON)质量浓度的平均值分别为3.12mg/L、0.053cm-1和0.171mg/L,平均去除率分别为34.9%、53.9%和32.7%;对亚硝胺前体物的去除率为72.3%。臭氧和炭池中的微生物在去除亚硝胺前体物中发挥了重要作用。小分子有机物、芳香性蛋白质和微生物代谢产物主要在活性炭单元中去除。因而,要关注长期运行的常规/O3-BAC组合工艺对有机物及其亚硝胺前体物的去除,充分发挥微生物作用。     

SUVA值与超滤膜污染的关系

以比紫外吸光度(SUVA)值作为水样中有机物亲疏水特性的表征,基于滤饼过滤模型分析SUVA值变化对膜通量的影响,探究其与膜污染的关系.对以胡敏酸和富里酸配制不同SUVA值的水样进行试验,结果发现:随着水样中胡敏酸质量浓度的升高,SUVA值增大,水中疏水性有机物比例提高,亲水性有机物质量浓度减少;水样经过超滤后SUVA值降低8.35%～43.4%;超滤对有机物的截留以强疏水性有机物为主,截留率在65.79%以上.滤饼过滤模型能很好地拟合试验结果,模型中反应滤饼阻力的kp值与SUVA值显著相关,SUVA值较高的水样,其膜污染程度较高.     

高原地区高速路-森林接触带光化学臭氧形成机制研究

基于大气氮氧化物(NO和NO_2)和总挥发性有机化合物(TVOCs)在太阳辐射条件下生成大气臭氧(O_3)这一反应原理,选取云贵高原地区高速路-森林接触带生态系统开展大气臭氧污染特征及生成机制研究,并以昆明城区大气臭氧污染特征为对照,采集大气臭氧、氮氧化物及挥发性有机物样品,分析高速路-森林接触带大气污染物浓度时空分布特征及受气象条件的影响.结果表明,在夏季高速路-森林接触带存在强烈的大气光化学反应,臭氧质量浓度为91.83μg/m~3,高于其他季节,气温及太阳紫外指数与其浓度变化显著正相关;高速路-森林接触带大气O_3生成对周边NO_2浓度变化最为敏感,说明减少机动车尾气中NO_x排放将有利于此区域臭氧污染的控制.     

高锰酸盐预氧化对生物活性炭挂膜过程的影响

提出高锰酸盐复合药剂预氧化与生物活性炭联用技术处理微污染地表水．与单独生物活性炭工艺进行了挂膜对比试验研究,结果表明,高锰酸盐复合药剂预氧化促进了后续生物活性炭工艺对有机物和氨氮等污染物的去除,提高了出水水质,并缩短了活性炭的挂膜时间,由于高锰酸盐复合药剂预氧化与生物活性炭滤池联用技术投资小,对于经济有效地改善饮用水水质有深入研究价值。     

UF和MF在生活污水回用处理中的应用研究

本文使用切割分子量为10000D的超滤膜和孔径为0.2μm的微滤膜对西安咸阳国际机场的氧化沟出水进行了实验,主要研究了在生活污水的回用处理中采用膜处理的一般性工作状况,实验着重考察了膜污染,认为有机物对膜污染起着重要的作用,本文还对膜法水处理进行了技术经济分析,并研究了在膜组件前面进行混凝的预处理对膜工艺所产生的影响。