膜组合工艺处理高藻水的试验研究

针对太湖高藻的水质特点,研究膜处理工艺应对高藻的能力及其缓解膜污染的效果。太湖水有机物主要来源于藻类的新陈代谢产物,而且悬浮颗粒性有机物所占比例较高。试验结果表明,膜以及膜组合工艺可有效去除浊度、藻类和有机物。单独采用超滤膜可造成严重的膜污染,但采用化学强化反洗措施仍可保证膜过滤的稳定运行。采用混凝和粉末活性炭作为预处理可以有效去除有机物和缓解膜压差的上升。对膜污染机理的研究表明,预处理可有效去除大分子有机物,从而有效缓解可逆污染;但对中小分子有机物的去除效果有限,很难有效抑制不可逆污染。导致不可逆污染的主要污染物是强疏水和中性亲水组分。     

二级出水中溶解性有机物对超滤膜污染的影响

利用XAD-8/XAD-4树脂将污水处理厂二级出水中的溶解性有机物(DOM)分为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI),研究其对PVDF超滤膜污染性能的影响.结果表明,二级出水中DOM对超滤膜污染的顺序为疏水性有机物＞过渡性亲水性有机物＞亲水性有机物.二级出水的五种组分中,重均分子量(Mw)呈现出HPO-A＞TPI-A＞HPO-N＞ HPI＞TPI-N的趋势,说明分子量大小与膜污染成正比.有机物对膜的污染程度和膜对有机物的去除率相关性不大.反洗对超滤膜去除有机污染的效果良好,特别是NaOH+NaClO的混合反洗水对有机污染物的去除效果最好,能够使膜的比通量恢复率达到58％.     

混凝预处理缓解微滤膜污染的效果与机理研究

以无锡太湖水为试验原水,研究混凝作为微滤膜的预处理,去除有机物和降低膜污染的效果与机理。混凝剂分别采用铁盐(三氯化铁)和铝盐(聚氯化铝),试验结果表明:混凝剂氯化铁去除有机物和降低膜压差的效果优于聚氯化铝。大分子的亲水性有机物是造成膜污染的主要组分,混凝处理可有效去除大分子有机物,降低膜污染。高投加量的混凝剂对亲水性的小分子有机物去除效果有限,但可有效去除中等分子的疏水性有机物。中等分子的疏水性有机物也会造成一定程度的膜污染。     

混凝改善超滤膜过滤性能的研究

研究有机物的特性如亲、疏水性以及相对分子质量的大小对超滤膜通量的影响.着重考察混凝对有机物特性的影响以及改善超滤膜通量的效果.试验表明,超滤膜直接过滤原水时,主要截留疏水性有机物,从而造成膜通量的下降.投加硫酸铝25 mg/L和100 mg/L时,虽然TOC去除率仅为18.4%和48.2%,但明显提高了膜通量,这是由于混凝有效地去除小分子疏水性有机物的缘故.研究表明,膜通量的下降与膜截留疏水性有机物的多少有密切关系.     

膜组合工艺应对藻类暴发的能力研究

藻类暴发严重威胁饮用水水质以及供给。试验采用投加混凝剂、粉末活性炭和高锰酸钾作为微滤膜预处理的膜组合工艺,考察应对藻类暴发的能力。研究表明,藻类暴发会引起有机物含量的增加,主要是小分子(相对分子质量低于1 000)的中性亲水组分的大量增加,这类有机物可通过预处理得到有效的去除,因而没有发现藻类暴发会对膜过滤产生严重的影响,粉末活性炭和高锰酸钾可有效延长膜过滤周期。导致膜不可逆污染的有机物主要为中等分子的强疏水和中小分子的中性亲水组分。     

短流程浸没式超滤膜工艺的膜污染控制研究

为了确定短流程浸没式超滤膜运行的最佳条件及清洗参数,通过试验考察操作条件的变化对浸没式超滤膜污染程度的影响。试验根据黄河水的水质特点,通过考察运行过程中跨膜压差的变化,分析了混凝剂投加量、膜通量、排污周期及膜清洗等操作条件对膜污染控制的影响。试验结果表明:超滤膜污染速率最低时的最佳混凝剂投加量为6 mg/L,最佳通量为30~40 L/(m2·h),最佳排污周期为5 h/次;同时,为了恢复正常的膜通量,需60 min进行1次物理性清洗,7 d进行1次维护性清洗,当物理性及维护性清洗难以恢复膜原有的处理能力时,需要采用化学药剂清洗消除膜表面的不可逆污染物。     

混凝防止膜污染的研究

试验主要研究混凝改善膜通量和防止膜污染的效果。试验的每个工况均为0.1MPa过滤压力,连续膜过滤8h,观察膜通量的变化情况。结果表明:在直接过滤原水的情况下,反冲洗后的膜通量恢复率仅为初始通量的40%;而投加了混凝剂4mg/L和10mg/L(以Al计)后,反冲洗后的膜通量得到了完全的恢复。混凝防止膜污染取决于过滤过程在膜表面形成的滤饼层的性能。在过滤混凝液的情况下,膜表面会形成滤饼层,从而有效地防止膜污染,而在过滤上清液的情况下,无法被混凝去除的中性亲水性的有机物沉积在膜表面,造成膜污染。     

一种新的有机物分子质量测定以及在膜污染研究中的应用

采用高效凝胶色谱仪(HPSEC)与紫外检测器和总有机炭检测器联用,研究测定有机物分子质量分布。研究表明,该技术可正确检测亲水性的大分子有机物的分子质量分布。膜过滤试验结果表明,大分子的疏水性和中性亲水性有机物是造成膜通量下降的主要物质。     

接触过滤-活性炭吸附-超滤一体化净水装置处理长江原水的研究

试验采用接触过滤-活性炭吸附-超滤工艺处理长江原水.结果表明,接触过滤能有效地去除较大悬浮物,活性炭能吸附水中大量有机物,有效防止膜污染.并且用0.4%的HCl和0.4%的NaOH对膜进行化学清洗,能使膜的过滤性能得到很好的恢复.当原水平均浊度为114.8 NTU、氨氮为0.35 mg/L、TOC为2.47 mg/L、CODMn为2.7 mg/L、细菌数为700 CFU/mL时,工艺出水浊度为0.07 NTU、氨氮为0.09 mg/L、TOC为0.3 mg/L、CODMn为0.88 mg/L、细菌总数为0.     

组合工艺控制有机物及消毒副产物前体物的特性研究

通过XAD-8树脂将水中有机物分成疏水性、亲水性两部分,对传统常规处理工艺(混凝气浮、过滤)和深度处理工艺(臭氧氧化、生物活性炭)出水的DOC,UV254THMFP,HAAFP指标以及疏水、亲水有机物去除率进行了检测分析。结果表明,生物活性炭(BAC)单元工艺能同时去除疏水性和亲水性两种有机物,且两者去除率均为最高。其次去除效果较好的是传统的常规工艺。臭氧工艺具有将天然的疏水性有机物氧化成可生化降解的亲水性小分子有机物的特点,在预臭氧+常规以及O3-BAC组合工艺中,起到了强化去除有机物和消毒副产物前体物的效果。     

在线混凝-超滤联用工艺用于小城镇给水的应用研究

采用在线混凝-超滤联用工艺对某水塘水进行中试研究.试验结果表明,将常规处理作为超滤的预处理时,膜压差增加迅速,无法保持稳定运行.将在线混凝作为超滤的预处理时,膜压差增加缓慢.通过比较不同的混凝剂抑制压差和去除有机物的效果,发现聚硫酸铁均优于聚氯化铝.次氯酸钠和高锰酸钾预氧化的试验结果表明,尽管高锰酸钾去除有机物和三氯甲烷生成潜能的效果较好,但膜压差增加较快.在线混凝-超滤联用工艺处理后出水的CODMn可低于3 mg/L.     

载粉末活性炭过滤处理微污染原水的试验研究

载粉末活性炭(PAC)过滤集PAC吸附与过滤于一体,能够应用于微污染原水处理。配水试验结果表明:粒径为1.25-2.5mm,厚度为1000mm的聚苯乙烯滤料层能够用于载PAC过滤。影响过滤效果的主要因素为PAC载量和混凝剂投加量,当混凝剂T3010和聚氯化铝的投加量分别为0.09mg/L和2.5mg/L,PAC载量为2-3g/L滤料时,载PAC过滤处理浊度为20-40NTU的微污染原水的效果达到最佳,对CODMn和浊度都具有很好的去除效果。Z河水作为原水的试验结果表明:载PAC过滤对河水浊度、UV254、CODMn的去除率分别为97%-97.9%、50.9%-63.4%、68.5%-71.4%。     

活性炭+陶粒复合滤料的再生水深度处理试验研究

针对济南某水厂出水,采用混凝沉淀+臭氧+复合滤料生物滤池组合工艺,对城市再生水进行深度处理。在臭氧消耗量和反应时间分别为5 mg/L和10 min,空床停留时间(EBCT)为15 min的条件下,臭氧/复合填料生物滤池对浊度、CODMn、UV254、NH3-N、NO2--N的平均去除率分别为75.1%、48%、54.6%、83.1%、76.6%,出水水质分别降为:0.56NTU、3.1 mg/L、0.052 cm-1、0.37 mg/L、0.04 mg/L。     

给水预臭氧化与预氯化对比试验研究

通过常规给水处理工艺预臭氧化和预氯化对比试验,研究了预臭氧化工艺对水中浊度、氮氮和CODMn的去除效果,对三卤甲烷生成的影响,及其致突变活性的变化。结果表明预臭氧化工艺沉淀池和滤池出水浊度均低于预氯化工艺,其对有机物的去除效果明显优于预氯化工艺,对CODMn的总去除率达53.4%,并能有效去除原水中大量的三卤甲烷前体物,而在致突变活性方面预臭氧化工艺滤后水更安全可靠。同时试验得到在原水CODMn为5-6 mg/L条件下臭氧最佳投加量为1-1.2 mg/L。     

微砂增效结团絮凝技术处理低浊高藻水的中试研究

针对西安市汤峪水库夏季水质特点和处理要求,提出并采用微砂增效结团絮凝工艺对该原水处理进行中试研究.微砂增效结团絮凝技术是将微砂增效与结团絮凝有机组合的新型水处理工艺.试验结果表明,利用微砂增效结团絮凝技术处理汤峪水库低浊高藻水是切实可行的,系统具有运行稳定性高、出水水质好等特点,且处理效率明显高于采用回流污泥的增效澄清技术.微砂增效结团絮凝工艺能够有效降低出水浊度和CODMn;当微砂投量0.5 g/L时的过程控制参数为PAC投量15mg/L,PAM投量0.4 mg/L,机械搅拌转速8 r/min,上升流速达35 m/h时,藻类去除率可达80％,CODMn去除率达40％,浊度可控制在1.5 NTU以下.     

沉淀池生物污泥回流工艺生物强化作用的研究

利用生物预处理出水中携带的硝化细菌和异养细菌等微生物,在后续沉淀单元产生生物延伸效应,并通过采取沉淀池生物污泥回流强化措施,使沉淀池在去除浊度的同时,产生类似活性污泥法的作用,强化生物净化作用.在增加生物污泥回流前、后,沉淀池出水CODMn平均分别为4.16mg/L、2.72 mg/L,沉淀池出水相对生物预处理出水CODMn的平均去除率由4.65%提高至31.4%,去除效果显著提高.同时,增加生物污泥回流后,对浊度和氨氮的去除也得到进一步的改善.     

Drinking water production by coagulation-microfiltration and adsorption-ultrafiltration

Microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) pilot plants were operated to produce drinking water from surface water from 1992 to 1996. Microfiltration was combined with pre-coagulation by polyaluminium chloride and was operated in a dead-end mode using hollow fiber polypropylene and monolith type ceramic membranes. Ultrafiltration pilot was operated in both cross-flow and dead-end modes using hollow fiber cellulose acetate membrane and was combined occasionally with powdered activated carbon (PAC) and granular activated carbon (GAC) adsorption. Turbidity in the raw water varied in the range between 1 and 100 mg/L (as standard Kaolin) and was removed almost completely in all MF and UF pilot plants to less than 0.1 mg/L. MF and UF removed metals such as iron, manganese and aluminium well. The background organics in the river water measured as KMnO₄ demand varied in the range between 3 and 16 mg/L. KMnO₄ demand decreased to less than 2 mg/L and to less than 3 mg/L on the average by the coagulation-MF process and the sole UF process, respectively. Combination of PAC or GAC adsorption with UF resulted in an increased removal of the background organics and the trihalomethanes formation potential as well as the micropollutants such as pesticides. Filtration flux was controlled in the range between 1.5 and 2.5 m/day with the trans-membrane pressure less than 100 kPa in most cases for MF and UF. The average water recovery varied from 99 to 85%.     

不同工艺处理漓江微污染源水

以漓江源水为研究对象,当进水CODMn的质量浓度为4～7 mg/L时,比较不同工艺处理效果。进行模拟水厂的混凝沉淀实验,找出对CODMn去除效果较佳的条件。结果表明:在适宜的Fenton试剂投加量下,并不能使CODMn的出水浓度达标;粉末活性炭虽能有效吸附有机微污染物,但单独采用粉末活性炭的相对成本较高;比较不同联合工艺的处理效果发现,经粉末活性炭-Fenton-聚合氯化铝联合工艺处理后,CODMn出水达到标准要求。     

MF与次氯酸钠协同处理微污染水试验研究

通过在一体式膜反应器(MF)中投加强氧化剂次氯酸钠,考察MF与次氯酸钠协同处理微污染饮用水的处理效果。通过从浊度、色度、CODMn和UV410这4个指标,研究不同剂量的次氯酸钠对MF与次氯酸钠协同处理微污染饮用水的处理效果。结果表明,从处理效果和经济两个角度,确定在原水浊度在3-8 NTU、色度30°-50°、CODMn5~8mg/L、UV2542.0-4.5cm-1时,反应器中强氧化剂次氯酸钠最佳投量为10mg/L。