浸没式超滤海水预处理工艺

目前渤海湾反渗透海水淡化工程多采用新型的超滤膜法预处理工艺,为提高预处理效果,主要进行超滤膜材料和性能改进以及膜组件运行参数的优化,而对超滤膜前预处理的研究相对较少。本实验研究了超滤与混凝/超滤作为反渗透海水淡化预处理工艺的处理效果。考察了两种预处理工艺条件下浸没式超滤膜比通量(SF)、进水水质、产水水质,膜孔孔径变化、反洗效果及膜表面污染情况。结果表明,超滤与混凝/超滤两种预处理工艺都能达到产水SDI₁₅<2.0;混凝处理可以大幅度降低海水中颗粒数目,降低颗粒物在膜表面沉积和吸附的概率,减轻超滤膜的污染。当采用混凝/超滤工艺时超滤膜表面滤饼层疏松多孔,膜孔孔径变化较小,超滤膜比通量的衰减速度减缓,反洗时超滤膜比通量恢复率较高。     

混凝-沉淀与混凝-气浮用于海水浸没式膜过滤的对比研究

采用混凝-沉淀-SMF和混凝-气浮-SMF对渤海湾海水进行净化处理,考察了2种工艺作为反渗透海水淡化预处理的净化效果及运行稳定性。结果表明,气浮或沉淀后的海水经SMF处理,出水浊度均小于0.3 NTU,颗粒物去除率在98%以上,总铁质量浓度小于0.1 mg/L,SDI_(15)稳定在1左右,COD_(Mn)小于1 mg/L,达到了反渗透膜的进水水质要求;但是混凝-沉淀-SMF的膜比通量衰减速度明显小于混凝-气浮-SMF,且反洗后膜比通量恢复率较高。从出水水质、运行稳定性和经济性上考虑,混凝-沉淀-SMF优于混凝-气浮-SMF。     

超滤膜处理水库水研究

超滤膜过滤哈尔滨附近B水库水研究显示,超滤膜通量下降受膜进水浊度影响很大。利用混凝作为超滤的预处理能提高膜通量,并且能减缓膜通量的下降,混凝／超滤工艺所需混凝剂量比自来水厂常规工艺少．并且出水水质好。对于B水库水质量分数0．1％的柠檬酸溶液是较好的膜清洗剂。     

混凝过滤-超滤-膜系统深度处理酒精废水试验研究

采用混凝过滤-超滤-膜系统对酒精废水的二级生化出水进行了深度处理,探讨了混凝过滤-超滤预处理对COD、浊度的去除效果,考察了反渗透膜的脱盐性能及不同清洗方式对反渗透膜通量恢复的影响。结果表明,混凝过滤-超滤预处理对废水COD和浊度去除效果显著,其对应去除率达到40%和99%以上;膜系统产水浊度、硬度、总铁质量浓度分别小于0.1 NTU、0.03 mmol/L和0.3 mg/L,电导率处于60～120μS/cm之间;混凝过滤出水和反渗透产水分别满足循环冷却水补充用水和锅炉补充水要求,混凝过滤配合消毒处理费用0.71元/m3,混凝过滤-超滤-膜系统处理总成本2.94元/m3,整套工艺具有较好的应用前景。     

超滤组合工艺在超高浓度制盐卤水精制中的应用

采用超滤组合工艺处理超高盐度制盐卤水,分析了砂滤、混凝气浮+砂滤和混凝气浮+砂滤+超滤等不同处理工艺下的卤水处理效果,对比分析了各工况下膜系统单周期运行的膜比通量(SF)和膜污染速率(K)。实验结果表明:混凝气浮+砂滤对卤水TOC、浊度、SS都有较好的去除效果,其去除率依次为35.6%~38.9%、38.8%~54.7%和68.7%~73.4%,混凝气浮+砂滤+超滤对TOC和浊度去除率提高为38.6%~44.2%和99.6%~99.7%;运行通量升高,膜污染速率加快,改变错流量几乎不影响膜污染速率,混凝气浮+砂滤预处理后膜比通量提高,膜污染速率明显降低。     

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。     

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。     

强化混凝对超滤处理碎煤加压气化废水生化出水试验研究

研究了碎煤加压气化废水生化出水经不同药剂的强化混凝预处理后出水的超滤膜通量变化规律。结果表明,初始膜通量随着混凝药剂投加量的增大而增大,在PFC投加量为150 mg/L时,初始膜通量为纯水通量的80.4%,原水未经混凝预处理时初始通量仅为纯水通量62.5%,经过长期运行,强化混凝后水样超滤通量衰减趋势减缓。不同预处理条件下受污染的超滤膜经简单碱洗(NaOH,浓度10 mmol/L)-酸洗(HCl,浓度10 mmol/L)浸泡后,通量恢复效果不同,处理原水、PFC(150 mg/L)、PAC(150 mg/L)的超滤膜初始通量恢复率分别为79.4%、84.1%、85.1%。     

PVC复合膜技术应用于某水厂的中试试验

研究浸没式PVC复合膜应用于浙江某自来水厂中的净水效能及其运行稳定性,并分析了超滤膜化学清洗的效果。试验结果表明,混凝沉淀-超滤和混凝-超滤两种组合工艺,出水水质均有很大改善,出水浊度平均为0.020 NTU左右,超滤膜系统对COD_(Mn)的平均去除率分别为22.5%和39.1%,且出水细菌总数未检出,出水颗粒物总数平均10个/mL以下。混凝沉淀工艺作为超滤膜前预处理工艺时,超滤膜系统的跨膜压差增长缓慢,超滤膜系统的化学清洗周期较长。     

超滤组合工艺深度处理城市污水研究

考察了4种超滤组合工艺(精滤-超滤、精滤-活性炭-超滤、精滤-活性炭-精滤-超滤和混凝沉淀-超滤)对城市污水的深度处理效果.结果表明,4种超滤组合工艺对浊度的去除率都很高,最高达92.2%,均能保证出水浊度低于1 NTU,说明超滤膜对浊度的去除效果很好;4种超滤组合工艺对有机物的去除率比较高,其中精滤-活性炭-精滤-超滤对有机物的去除效果最好;超滤膜对TN和NH_3-N的去除率比较低;4种超滤组合工艺的初始膜通量不同,精滤-活性炭-精滤工艺出水通量下降较快.     

高铁酸钾强化铁锰氧化膜过滤去除水中有机物

前期研究发现铁锰氧化膜（MeO _x ）对水中氨氮、铁、锰等污染物具有较高的去除率，但对水中有机物（以COD_Mn计）的去除效果较差。为了提高MeO _x 对COD_Mn的去除率，本研究采用高铁酸钾强化MeO _x 的催化氧化过程，探究其对水中COD_Mn的有效去除及相关影响因素。实验结果表明：仅投加0.1mg/L的高铁酸钾强化MeO _x 过滤，对于进水中20mg/L的COD_Mn，去除率可达到约92.5%；滤速对其具有一定的影响，去除率随着滤速的提高呈下降的趋势，在6~10m/h出水滤速中的COD_Mn均能达到3.0mg/L以下，当滤速达到11m/h时去除率下降到81.65%；较低的pH（约6.51）具有一定的不利影响，COD_Mn的去除率随着pH的降低而逐渐下降；进水中NH₄⁺也会影响COD_Mn的去除，NH₄⁺浓度越高其去除率越低。扫描电子显微镜（SEM）结果显示，高铁酸碱强化过滤约60天后，可在MeO _x 的表面生成某种物质；由电子能谱（EDS）分析MeO _x 表面可知，约60天后C元素和O元素的比例明显增加，Mn元素和Fe元素的比例明显降低，但MeO _x 表面减少的部分铁锰物质并未影响COD_Mn的去除；由X射线光电子能谱（XPS）分析可知，Mn元素强化过滤前后对应的化合物主要为MnO、Mn₂O₃以及Mn₃O₄，对C、O元素分析后发现附着在MeO _x 表面的物质为(CH₂)₄O_n。     

连续砂滤—超滤组合工艺的除污染效能与优化

构建了连续砂滤-超滤中试组合工艺,研究了其的除污染效能。结果表明,增加滤层厚度、降低滤速及延长洗砂周期均有助于提高连续砂滤的除污染效果。加氯反冲洗对超滤的除浊效果无影响,可以更有效地洗脱类腐殖质、类蛋白质以及微生物代谢产物等污染物,洗脱率比水力反冲洗的分别提高了57.9%、99.7%和107.3%,有效缓解了超滤的不可逆膜污染,超滤系统可以长期稳定运行,不需进行化学清洗。组合工艺的浊度去除效果极佳,出水浊度始终低于0.1 NTU;CODMn和UV254的去除率分别达34.2%和21.8%。连续砂滤有效控制了微污染原水的浊度和有机物含量,确保超滤系统可以稳定运行。研究成果可为微污染水源水的物化处理工艺提供技术支持。     

投加粉末活性炭对超滤膜去除海水中有机物的影响

超滤膜的有机污染问题是膜法海水预处理技术在海水淡化工程应用面临的重要挑战,粉末活性炭吸附是目前常用的膜前预处理手段之一。本文对比分析了直接超滤和投加粉末活性炭后对海水中有机物的截留能力,利用三维荧光光谱分析了投加粉末活性炭对超滤膜截留有机物的影响机制,并考察了海水超滤过程中通量变化及膜污染情况。研究结果表明,投加粉末活性炭能够强化超滤膜对海水浊度和有机物的去除,当粉末活性炭投量为200mg/L时,整个系统对海水中DOC去除率从直接超滤时的55.1%提高到77.6%。利用粉末活性炭的吸附作用及其在超滤膜表面形成的疏松滤饼层能够显著提高超滤系统对海水中腐植酸类有机物的去除能力。与直接超滤相比,粉末活性炭-超滤系统对改善膜通量的作用有限,但粉末活性炭形成的滤饼层能够避免超滤膜与有机物直接接触,可显著减缓超滤膜的不可逆污染。     

超滤膜直接过滤浑浊水的试验

采用聚丙烯腈中空纤维超滤膜,以自来水添加粘土配制成试验用水,进行了直接过滤试验。结果表明:超滤膜具有良好的除浊功能和除菌作用,对水中的有机物也有一定的去除作用。滤后水浊度小于0.1 NTU;菌落总数的去除率大于99.9%;TOC的去除率为10%～18%。原水浊度为300 NTU左右时,超滤的周期产水量比较稳定,归一化比渗透通量保持在55%以上。     

浸没式超滤膜过滤工艺处理珠江微污染水的研究

利用浸没式超滤膜过滤工艺处理微污染珠江水,运行参数为膜通量556L／m2·h、运行周期2h,采取气水反冲洗方式,在反洗时间为5min、反洗水量1．5m‰、反洗气量2m^3／h时,对浊度的去除率在99．5％以上,出水浊度在0．06～0．12NTU之间;对藻类的去除基本达到100％;对CODM。的去除率在47％左右,出水CODM。在2．6～45mg／L之间,去除效果一般;对氨氮的去除率只有10％左右,基本没有去除效果。     

陶瓷膜澄清食醋前的预处理工艺

当陶瓷超滤膜澄清食醋时,先采用经济简便的石英砂过滤方法预处理食醋。滤后的食醋不仅感观、理化和卫生指标均符合国家标准,放置18个月以上无返浑现象,且相比只经陶瓷膜过滤时的膜通量衰减变缓,平均膜通量增加,膜管使用寿命增加0．5年左右,陶瓷膜澄清食醋的成本减少了约3．71元／t。实验证明了陶瓷膜过滤食醋时前置石英砂预处理工序具有重要的经济价值,同时确定出石英砂过滤和反冲洗的最佳工艺条件。     

不同预处理方式对超滤膜深度处理印染废水效能影响的研究

以印染废水处理站的二级出水为原水,考察了不同预处理方式(砂滤、微絮凝、微絮凝直接过滤)对超滤膜性能及其去除印染废水中污染物的影响。结果表明,砂滤随着运行时间的延长造成膜的不可逆污染,微絮凝可缓解膜污染,微絮凝直接过滤对膜污染在微絮凝基础上有所改善;不同预处理方式均能保证出水浊度小于0.1NTU;微絮凝直接过滤预处理工艺对CODCr去除率接近70%,微絮凝直接过滤处理方法能有效缓解膜污染,对浊度和有机物的去除效果较好,是较有优势的预处理工艺。     

炭砂双层滤料浮滤池工艺处理藻污染水库水的试验研究

目前水库水源藻污染日益严重,传统沉淀固液分离工艺难以满足净水要求。以鹊山引黄水库高藻原水为研究对象,开发了炭砂双层滤料浮滤池,考察了浮滤池工艺运行特性及运行效果。试验表明,絮凝剂选用聚合氯化铝铁（PAFC）,在投药量4.0 mg·L^-1（以Al³⁺计）,回流比8%,溶气压力0.4 MPa时,运行效果较优。炭层所含生物量约占滤料层总生物量的97.4%（最高值50.2 nmol P·g^-1）,是砂滤层 （3.0 nmol P·g^-1）的16.7倍,污染物的去除主要发生在活性炭层。试验期间,浮滤池工艺对颗粒物、蓝绿藻、浊度、COD_Mn、NPOC、UV₂₅₄、氨氮的去除率分别达到96.48%、92.40%、92.56%、57.41%、51.60%、52.50%、75.67%,嗅味由4级降为0级,出水土臭素、二甲基异冰片含量均小于检出限,一氯二溴甲烷、三氯甲烷前体物的去除率分别达到55.1%和60%,表明浮滤池工艺对常规指标、藻类、嗅味物质、消毒副产物前体物去除效果显著。     

铝系混凝剂减缓膜污染的红外光谱-多变量曲线分辨分析

超滤是一种高效的水处理技术，近年来被广泛应用于工业废水处理、生活污水回用、海水淡化预处理等领域。然而，超滤长期运行会造成膜污染。本文采用了在线混凝结合超滤工艺，使用不同形态的铝系混凝剂（硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝），处理含有不同溶解性有机质组分（腐殖酸、牛血清白蛋白和高岭土）的模拟原水，研究不同铝形态、不同组分及其相互作用对超滤膜污染过程的影响。本研究建立了流量衰减模型模拟膜污染过程，结合衰减全反射红外光谱（IR-ATR）和多变量曲线分辨-交替最小二乘法（MCR-ALS）的数据处理方法对膜上的多种污染物进行定性和定量分析。结果表明硫酸铝和氯化铝混凝剂均可明显提高膜比通量，减缓膜污染。该工艺混凝剂投加量低于常规处理工艺即可明显减缓膜污染。混凝剂投加量为0.4mg/L时，氯化铝混凝效果较好，混凝剂投加量为2.4mg/L时，硫酸铝混凝效果较好。低投加量（0.2mg/L、0.4mg/L）下，PAC对缓解膜污染程度不明显，反而加重膜污染。牛血清白蛋白对超滤膜的污染比腐殖酸严重。因为牛血清白蛋白的存在大大降低了混凝的效果，阻碍疏松滤饼层的形成。向原水中投加硫酸铝混凝剂，膜污染主要发生在过滤前期，即膜孔窄化、堵塞。过滤后期，膜表面形成疏松滤饼层，对膜通量影响不大，膜污染减缓。