氯水反沖洗對(duì)超濾膜污染的控制研究.pdf

1、跨入21世紀(jì)以來，超濾膜技術(shù)在國(guó)內(nèi)外飲用水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。超濾預(yù)處理技術(shù)、維護(hù)清洗和化學(xué)清洗技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的超濾膜污染控制技術(shù)，其在緩解超濾膜污染方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。膜污染控制技術(shù)也是超濾膜應(yīng)用推廣中至關(guān)重要的要素。常規(guī)預(yù)處理雖然極大地緩解了超濾膜的污染，但膜污染仍是不可避免的，頻繁的維護(hù)性清洗和化學(xué)清洗中高濃度的化學(xué)藥劑會(huì)在一定程度上影響超濾膜使用壽命，帶來高濃度藥劑廢水處理問題；人們一直追求高效、節(jié)能、環(huán)保的科技

2、創(chuàng)新步伐永不止步，因此探究新的超濾膜污染控制技術(shù)具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文在預(yù)氧化、反沖洗技術(shù)和維護(hù)性清洗技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了氯水在線清洗技術(shù)，用以及時(shí)清除膜表面有機(jī)物進(jìn)而控制膜污染。本課題主要研究氯水反沖洗技術(shù)對(duì)膜有機(jī)物污染的去除和控制效能，并探究其對(duì)有機(jī)污染的去除機(jī)理以及對(duì)工程應(yīng)用中膜污染的影響，主要目的是分析論證氯水反沖洗技術(shù)的工程應(yīng)用可行性，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持。
　　氯水反沖洗技術(shù)對(duì)超濾

3、膜腐殖酸類有機(jī)污染具有有效的去除和控制效能，且隨著氯的投加量的升高，超濾膜的有機(jī)污染的控制和去除效果越好，跨膜壓差（Transmembrane Pressure,TMP）增長(zhǎng)趨勢(shì)越緩。當(dāng)污染物中存在膠體顆粒物時(shí)，氯的投加量并不是越高越好，投加過量會(huì)導(dǎo)致膠體破壞，細(xì)小顆粒物增多，容易增加膜孔堵塞的可能性。氯水反沖洗對(duì)牛血清蛋白（BSA）造成的超濾膜污染作用效果微弱，難以達(dá)到污染控制作用，因此在飲用水超濾工藝應(yīng)用時(shí)應(yīng)盡量減少膜前水體中蛋白類

4、物質(zhì)含量，從而減少超濾膜不可逆污染；超濾膜處理地表原水時(shí)對(duì)水質(zhì)要求較高，抗污染沖擊能力差，不適于處理富營(yíng)養(yǎng)化水體。因此為增加超濾工藝的耐污染負(fù)荷能力，超濾系統(tǒng)應(yīng)用于絮凝工藝之后。
　　在氯水反沖洗處理地表水試驗(yàn)中，在絮凝+超濾工藝、沉淀+超濾工藝中，氯水反沖洗顯現(xiàn)出較好的污染控制效果；絮凝+超濾工藝加氯反沖洗時(shí)統(tǒng)一膜污染系數(shù)（定義UMFI·Q為統(tǒng)一超濾膜膜污染系數(shù)，Unfied Membrane Fouling Coefficie

5、nt，UMFC）增長(zhǎng)量相比不加氯反沖洗時(shí)的增長(zhǎng)量要低0.0003；沉淀+超濾工藝時(shí)中加氯反沖洗UMFC的增量也比不加氯反沖洗時(shí)的增量要低0.0016。在中試試驗(yàn)處理水廠生產(chǎn)出水試驗(yàn)中加氯反沖洗體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)，由于顆粒物相對(duì)較少，主要是有機(jī)物造成的污染，通過10mg/L氯水反沖洗有效地控制了超濾膜污染，使超濾膜長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
　　為進(jìn)一步探究加氯反沖洗對(duì)超濾膜污染的去除機(jī)理，本文對(duì)腐殖酸污染膜加氯反沖洗洗脫液以及腐殖酸加氯前后有

6、機(jī)物分子量大小變化和處理天然水體時(shí)加氯反洗前后水中粒度分布和Zeta電位進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)腐植酸致膜表面污染的有機(jī)物主要是相對(duì)分子量大于5K的有機(jī)物，而且反沖洗加氯能夠使致膜污染的有機(jī)物特性發(fā)生改變，大分子量有機(jī)物被氧化分解成小分子物質(zhì)，在氯的氧化作用下有機(jī)物會(huì)變得更加親水，從而使得通過水力清洗能夠?qū)⒃擃愑袡C(jī)物去除。
　　在處理地表水絮凝階段次氯酸鈉的投加并未使小顆粒物比重增加，而是減少，次氯酸鈉的氧化作用降低有機(jī)物之間的靜電作

7、用，改善了絮凝條件，并且次氯酸鈉能夠促進(jìn)鋁鹽的水解，促進(jìn)絮凝效果從而使水中大顆粒物比重增加。沉后水和砂濾水中投加次氯酸鈉后均出現(xiàn)大顆粒比重增加，小顆粒物比重降低的現(xiàn)象，在該濃度氧化條件下，顆粒物未出現(xiàn)解體現(xiàn)象；且絮凝、沉淀以及砂濾水在投加次氯酸鈉后均出現(xiàn)Zeta絕對(duì)值降低的趨勢(shì)。這些現(xiàn)象具體可以從兩個(gè)方面來解釋，一是以次氯酸鈉與金屬離子相互作用解釋，次氯酸鈉的投加對(duì)含有絮凝劑殘留金屬離子的過程水中膠體的形成具有促進(jìn)作用，使水中小顆粒在金