在线混凝对浸没式超滤膜出水水质和膜污染的影响

以聚合氯化铝作为混凝剂,通过中试考察了在线混凝对浸没式超滤膜出水水质和膜污染的影响,并与原水直接超滤和水厂现有常规处理工艺出水水质进行了对比.结果表明,在线混凝对浸没式超滤膜对浊度和微生物的去除没有影响,原水直接超滤和在线混凝-超滤出水浊度均低于0.1 NTU,出水细菌总数均不超过5 CFU/mL;与原水直接超滤相比,混凝剂投量为20和30 mg/L时,在线混凝-超滤工艺对CODMn的去除率分别提高了8.1%和14.3%,对UV254的去除率分别提高了19.4%和26.5%;与原水直接超滤相比,在线混凝-超滤工艺在混凝剂投量低于水厂常规处理投加量的条件下即可明显减缓膜污染,进一步提高混凝剂投量对膜污染改善无明显影响.     

混凝沉淀-浸没式超滤膜处理北江水中试研究

为考察混凝沉淀-浸没式超滤膜处理北江水的可行性,通过中试试验从净水效能和膜污染两方面对其进行研究,并与水厂现有常规处理工艺进行比较.结果表明,常规工艺砂滤出水浊度平均为0.176 NTU,而混凝沉淀-超滤组合工艺出水浊度平均为0.080 NTU,其对浊度的去除效果明显优于常规工艺;常规工艺对CODMn和UV254的平均去除率分别为47.3%和43.2%,而超滤组合工艺的去除率分别为50.6%和44.0%,略优于常规处理工艺.就膜污染而言,原水直接超滤时跨膜压差增长较快;而在混凝沉淀-超滤组合工艺中,混凝沉淀的预处理作用可有效去除水中的膜污染物质,超滤膜的跨膜压差增长缓慢,系统运行稳定.采用浸没式超滤替代砂滤形成混凝沉淀-超滤组合工艺可有效提高供水的安全性.     

原水及沉后水对PAC／UF工艺膜污染的影响

为考察超滤过程膜污染的主要影响因素,采用模拟粉末活性炭-超滤(PAC／UF)工艺处理微污染原水及其沉后水,对比两种水体膜污染特性差异,分析颗粒物粒径和溶解性有机物特性对膜污染的影响．结果表明,PAC/UF工艺能够有效减轻沉后水超滤过程膜污染,但对原水超滤过程没有改善效果. 原水以中小分子亲水性有机物为主,PAC可有效去除其中芳香类和溶解性微生物代谢产物,但没有减轻膜污染,这些有机物不是造成原水膜污染的主要因素. 胶体颗粒粒径小、含量高是导致PAC/UF工艺无法减轻原水膜污染的主要原因,颗粒含量及粒径分布对膜污染有重要影响.     

UF膜组件的有机污染及清洗

近年来,超滤(UF)膜组件的污染问题主要集中在有机物污染的范围.利用几种化学药剂对聚砜超滤膜有机污染造成的堵塞的清洗方式进行了试验研究,研究了UF膜组件的有机污染行为及膜组件污染物的去除.实验证明NaClO、H2O2和NaOH对于UF膜的有机污染去除都有一定的效果,其中H2O2的去除效果最好.控制原水的PH值有利于减轻膜污染.同时,以NaOH/NaClO及NaOH/H2O2水溶液相结合的方式对于膜的蛋白质污染的去除也有很好的效果,能够使超滤膜的渗透水通量恢复到初始值.同时还对UF膜的有机污染形成基理进行了分析.     

两种膜的前端处理技术减缓膜污染的试验研究

通过超滤膜过滤粉末活性炭预处理长江水和混凝沉淀预处理太湖水的上清液试验,比较各工艺中有机物极性含量的变化,结合膜的扫描电镜照片,探讨粉末活性炭和混凝沉淀预处理技术对膜污染的减缓作用。结果表明,疏水性有机物是造成膜污染的主要因素,亲水性有机物对膜污染的影响较小。超滤膜分别过滤经20mg/L投量的粉末活性炭预处理的长江水样和25mg/L投量的聚合氯化铝预处理的太湖水样时,相比直接过滤2种原水,超滤膜反洗后膜通量可有效恢复。粉末活性炭和混凝沉淀预处理后,膜表面形成的滤饼层较松散,易被周期性反洗排出膜组件,滤饼层可阻止疏水性有机物直接沉积在膜表面,减缓超滤膜污染,同时也可提高超滤膜出水的化学安全性。     

基于在线混凝-超滤组合工艺的微污染地表水处理

以微污染地表水为原水,采用不同混凝剂投加量的3组流程和直接超滤工艺进行对比试验,考察了在线混凝-超滤组合工艺去除污染物的效果和膜污染情况。经过150h的连续运行,组合工艺出水浊度稳定在0.1NTU以下,CODMn平均去除率为33%,水质优于直接超滤工艺。试验中组合工艺较直接超滤工艺跨膜压差增长缓慢,膜污染经化学清洗后可基本去除,表明在线混凝可以延缓膜污染的进行。在试验中提高混凝剂投加量可以略微提高超滤效果,但综合考虑运行成本,混凝剂的最优投量为30mg/L。     

UF膜和MF膜技术在饮用水处理中应用现状的研究

膜技术是２１世纪最有前途的水处理技术之一,ＵＦ膜和ＭＦ膜技术是其中很重要的一个组成部分。ＵＦ膜和ＭＦ膜可截留水中绝大部分悬浮物、胶体和细菌,是可靠的除浊和消毒工艺,但对水中有机物去除率不高,需要适当的预处理。膜污染是ＵＦ膜和ＭＦ膜技术用于净水处理的最大障碍,应尽可能减轻膜的浓差极化,延缓膜污染,从而延长膜的使用周期和使用寿命,取得更佳的经济效益。     

PAC-UF工艺处理沉淀池出水试验

利用粉末活性炭(PAC)和浸没式超滤膜组件联合处理净水厂沉淀池出水,并对处理前后水样的浊度、CODMn、UV254、TOC和三氯甲烷生成势进行检测.结果表明:PAC能够加强超滤膜对水中颗粒及胶体物质的控制,使出水的浊度保持在0.10NTU以下,去除率在95%以上;PAC能有效提高超滤工艺对有机物的去除能力,PAC的最佳投量在20～30mg/L;PAC和超滤膜联合使用还能去除三氯甲烷的前驱物,在投量为20～30mg/L时能降低23.9%～31.4%的三氯甲烷生成势.通过分析PAC投量对膜通量下降的影响可知,PAC投加可以降低膜污染,同时,PAC-UF工艺中形成的膜污染以粉末活性炭颗粒泥饼层为主,可以通过简单的水力反冲洗实现通量恢复。     

Combination of chlorine and magnetic ion exchange resin for drinking water treatment of algae

The effectiveness of a magnetic ion exchange resin (MIEX) for the treatment of Hongze Lake water in China was evaluated. The kinetics of natural organic matter (NOM) removal at various MIEX doses and contact time, multiple-loading experiments, impacts of MIEX prior to coagulation on coagulant demands and the effectiveness of combination of MIEX, pre-chlorination and coagulation were investigated. Kinetic experimental results show that more than 80% UV₂₅₄ and 67% dissolved organic carbon (DOC) from raw water can be removed by the use of MIEX alone. 94% sulfate, 69% nitrate and 98% bromide removals are obtained after the first use of MIEX in multiple-loading experiments. It is suggested that MIEX can be loaded up to 1 250 bed volume (BV, volume ratio of tested water to resin) or more without saturation when regarding organics removal as a target. MIEX can remove organics to a greater extend than coagulation and lower the coagulant demand when combining with coagulation. Chlorination experimental results show that MIEX can remove 57% chlorine demand and 77% trihalomethane formation potential (THMFP) for raw water. Pre-chlorination followed by MIEX and coagulation can give additional organic and THMFP removals. The results suggest that MIEX provides a new method to solve the problem algae reproduction.     

曝气对一体式PAC／UF工艺的影响

针对一体式PAC／UF工艺的重要环节——曝气,通过小试和中试实验,研究曝气方式、曝气量等因素对一体式PAC／UF工艺运行及除污染性能的影响．结果表明:相对于间歇曝气,连续曝气情况下PAC／UF工艺去除有机物效果略好;连续曝气会使出水颗粒数略微增多;同时连续曝气可以更充分发挥粉末活性炭减缓膜污染的作用．增加曝气量也可以减缓膜污染．但是在实验条件下,间歇曝气可以节约电能0221 kW·h／m³．综合考虑PAC／UF工艺膜污染、除污染效能和运行成本,对于PAC／UF工艺,间歇曝气更经济合理．     

铁盐预混凝对微滤膜污染的影响

针对混凝-微滤工艺,为优化铁盐预混凝条件及揭示不同凝聚体特性对膜污染的影响,分析了三氯化铁(ferric chloride,FC)和聚合硫酸铁(polymeric ferric sulfate,PFS)在不同投加量(0.1、0.2、0.4、0.6 mmol/L)和混凝pH(4.5、5.5、6.5、7.5)条件下对水中天然有机物-腐植酸的去除率和膜污染的影响规律.实验结果表明:当酸性pH 4.5~5.5电性中和机理为主时,PFS低投药量(0.1~0.2 mmol/L)凝聚体颗粒大而密实,膜过滤中通量下降缓慢,膜污染程度轻,此时聚铁水解产物的高电荷比单铁更有利于电中和;中性pH 6.5~7.5卷扫混凝时,FC高投药量(0.4~0.6 mmol/L)缓解膜污染的作用更明显,此时单铁水解产物卷扫混凝形成凝聚体的颗粒粒径更大.可见,混凝凝聚体颗粒大小与结构特性,是膜污染的直接影响因素,大而密实的颗粒有利于增加膜通量,同时提高出水水质.     

载银活性炭/超滤组合技术去除溶解性有机物

为了强化水中溶解性有机物的去除效果,采用载银粉末活性炭与超滤( ultrafiltraction,UF)组合工艺处理微污染原水,研究了溶解性有机炭( dissolved organic carbon,DOC)和紫外吸光度( ultraviolet absorbance,UV254)的去除效果、三维荧光特性、影响因素以及膜污染控制的影响.研究结果表明：与常规粉末活性炭相比,载银活性炭对DOC和UV254的去除效果有较显著改善;在载银量0.10%、0.50%、1.00%和投炭量50、60、80、100 mg/L的条件下,随着活性炭载银量和投炭量的增加, DOC和UV254去除率呈现增加的趋势;单位质量的载银活性炭对UV254和DOC的去除率随投炭量的增加而下降,投炭量80 mg/L、载银量0.50%符合出水水质要求;载银粉末活性炭可以更有效地去除紫外区类腐殖质物质;吸附时间20 min时达到吸附平衡,活性炭在酸性条件下更有利于对有机物的吸附.载银活性炭对膜污染的控制较好,超滤膜经反洗后膜通量恢复较好,膜污染指数增长缓慢.     

生物陶粒滤池对微污染原水中不同分子量有机物的去除

利用膜分级过滤技术对生物陶粒滤池去除天津引滦水原水中的不同分子量有机物的去除效果进行了研究分析.研究表明生物陶粒滤池对分子量大于10 000道尔顿的有机物去除效果最好,可达到60%以上;对分子量在1 000～4 000道尔顿的有机物去除率也能达到50%以上;但对分子量＜1 000道尔顿的有机物去除率仅为10%;而分子量在4 000～10 000道尔顿的有机物在生物陶粒滤池处理过程中非但没有减少,反而有所增加.     

预处理技术在膜饮用水处理中的研究进展

研究膜技术的预处理工艺,对微滤、超滤和纳滤等低压膜预处理技术在饮用水和微污染原水处理的最新研究进展进行了综述,并评述了混凝、活性炭、臭氧以及预氧化等工艺处理在防止化学损伤、延缓膜污染、强化膜分离效果等方面的研究和结论.     

城市污水生化处理后水中溶解性有机物的特性研究

采用XAD树脂分离技术和超滤膜法对青岛市某城市污水处理厂生物化学处理后出水中溶解性有机物（DOM）进行了分类分离,研究了出水中DOM的亲疏水特性及分子量分布规律,探讨了各类DOM组分与芳香度之间的关系.研究结果表明,在DOM中,酸性物质（包括过渡亲水酸性物质和疏水酸性物质）所占比例最高,占总溶解性有机碳（DOC）的79.8%,疏水非酸性物质的芳香度最高,并依疏水酸性物质、过渡亲水酸性物质、亲水性物质的顺序递减,且羰基、羧基、羟基、脂类对芳环的取代程度表现为亲水性物质〈过渡亲水酸性物质〈疏水非酸性物质〈疏水酸性物质;该污水处理厂二级出水中的DOM以小分子量有机物（相对分子质量小于1kDa）为主,其占总DOC的59.13%,表明水中腐殖酸类等难降解有机物质含量较高,增加了消毒副产物的生成势.因此,若该种水体需要深度处理时,应重点考虑提高对腐殖酸类等难降解有机物质的处理程度,确保回用水水质的安全性.     

高藻期超滤膜制水中试研究

针对太湖水高藻期水质特征,以超滤膜为终端处理技术,前端有混凝-沉淀技术、预氧化技术或吸附技术,形成组合工艺进行中试研究。研究结果表明：混凝-沉淀-超滤膜、高锰酸钾-混凝-沉淀-超滤膜和高锰酸钾-混凝-沉淀-粉末活性碳-超滤膜3组组合工艺出水水质良好,出水浑浊度均低于0.1NTU,藻类数量控制在2.5×104个/L左右,其它检测指标达到生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）。高藻水中有机物以疏水性有机物为主,疏水性有机物是造成膜污染的主要因素,有效的超滤膜前段处理技术降低进入膜组件的疏水性有机物,缓解高藻期超滤膜污染。     

有机物极性对超滤膜过滤性能的影响

为研究有机物极性对超滤膜过滤性能的影响,用超滤膜过滤有机物含量相当,有机物极性成分不同的5种水样,基于滤饼堵塞过滤模型和中间堵塞过滤模型对试验结果拟合。研究表明,超滤膜对不同极性有机物去除率由高到低为:VHA>SHA>NEU>CHA,在膜的浓水、正冲水、反洗水及化学清洗废液中,疏水性有机物的比例也相对较高。疏水性有机物浓度由高到低的水样1、水样2、水样3、水样4和水样5,过滤结束时通量分别为起始通量的91%,80%,69%,56%和45%,滤饼层过滤阻力系数kp和膜孔吸附系数kc均随水样中疏水性有机物含量的升高而增大,说明疏水性有机物在膜表面沉积和在膜孔的吸附性能都比亲水性有机物强,疏水性有机物是造成超滤膜有机污染的主要因素。     

粉末活性炭-超滤组合工艺处理沉后水的试验研究

采用超滤与粉末活性炭组合工艺处理某水厂沉淀池出水,对比不同浓度（0、10、20和40mg/L）粉末活性炭对水中污染物的去除及对膜运行性能的影响。结果表明,随着粉末活性炭浓度的增加,粉末活性炭-超滤组合工艺对UV254和CODMn的去除效果也增强。同时,粉末活性炭可以有效延缓膜污染,对维持超滤膜长时间稳定运行起到重要作用,膜在污染后经过化学清洗后可以基本恢复。     

超滤膜处理黄浦江原水的中试研究

采用2种不同的混凝剂(聚合氯化铝PAC和硫酸铝),按照混凝/超滤组合工艺对黄浦江原水进行中试试验.结果表明:2种工艺均有较好的出水水质,在投加量(以Al3+计)和运行工况相同的条件下,两者都能长期、高效、稳定运行;在改善出水水质和缓解膜污染方面,PAC要好于硫酸铝.     

连续过滤-超滤工艺处理松花江水中试研究

为探究以超滤为核心的短流程、低药剂的绿色净水工艺可行性,以连续过滤作为膜前预处理工艺,通过中试实验考察连续过滤-超滤工艺处理松花江水的处理效能和膜污染特性,并与直接超滤进行对比实验,考察连续过滤预处理在组合工艺中的作用.结果表明,连续过滤-超滤工艺对松花江水的浊度和氨氮均有良好的去除效果,去除率分别为99. 75%和70. 77%,但对有机物的去除效果较差,COD_(Mn)和UV_(254)的去除率分别为32. 21%和17. 12%.超滤膜前期污染较缓慢,15 d后污染速率加快,在第50天跨膜压差增长至50. 3 k Pa,达到膜污染上限.连续过滤对色氨酸类蛋白质有较好的去除效果,而超滤对溶解性生物代谢物、色氨酸类蛋白质、富里酸类有机物和腐殖酸类有机物均有一定的截留作用,其中腐殖酸类有机物和色氨酸类蛋白质是超滤膜的主要不可逆污染物.组合工艺对COD_(Mn)、UV_(254)和氨氮的去除率比直接过滤分别高出9. 97%,7. 02%和33. 84%,且膜污染速率远低于直接超滤.研究成果将推动超滤膜技术在微污染源水净化方面的广泛应用.