PAC-UF系統(tǒng)中超濾膜的物理損傷及其工藝凈水效能研究.pdf

1、在水環(huán)境污染無法迅速好轉(zhuǎn)以及國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的大背景下,常規(guī)工藝已經(jīng)難以滿足當(dāng)前飲用水處理的要求。超濾是飲用水強(qiáng)化處理的一種關(guān)鍵技術(shù),在國內(nèi)已經(jīng)開始應(yīng)用于大型水處理工程。然而,膜污染和難以截留溶解性的小分子有機(jī)物等兩個(gè)與身俱來的缺陷嚴(yán)重地阻礙了超濾凈水技術(shù)的推廣。而粉末活性炭吸附能夠有效截留小分子有機(jī)物,可以與超濾形成互補(bǔ),因而被廣泛的研究和應(yīng)用。然而,粉末活性炭本身是否對(duì)超濾膜存在物理磨損以及其對(duì)膜污染的影響尚未形成定論。本

2、文圍繞粉末活性炭對(duì)超濾的物理損傷以及組合工藝的凈水效能和膜污染情況展開了系統(tǒng)的研究。
　　首先,建立了基于壓力衰減的超濾膜物理損傷評(píng)價(jià)方法,并通過實(shí)驗(yàn)論證壓力衰減法可以用于評(píng)價(jià)超濾膜微米級(jí)的破損,具有很強(qiáng)的敏感性,且初始?jí)毫]有明顯的影響。同時(shí),也建立基于水質(zhì)的超濾膜物理損傷評(píng)價(jià)方法,采用出水濁度、UV254、CODMN以及細(xì)菌總數(shù)來共同評(píng)價(jià)超濾膜的完整性,發(fā)現(xiàn)出水濁度和細(xì)菌總數(shù)對(duì)超濾膜破損均非常敏感,而出水UV254和DOC對(duì)超

3、濾膜破損反映較小,只能作為輔助指標(biāo)。采用基于壓力衰減和水質(zhì)的超濾膜物理損傷評(píng)價(jià)方法系統(tǒng)的分析了粉末活性炭長期刮擦對(duì)超濾膜的損傷,發(fā)現(xiàn)在0-30d的接觸時(shí)間內(nèi)以及0-10L/min的曝氣強(qiáng)度下,粉末活性炭和超濾膜相互接觸都不會(huì)導(dǎo)致超濾膜出現(xiàn)物理損傷的現(xiàn)象。
　　其次,本文詳細(xì)的研究粉末活性炭吸附和超濾組合工藝處理松花江水時(shí)的凈水效能。粉末活性炭吸附的參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:粉末活性炭是控制松花江原水中有機(jī)物含量的關(guān)鍵措施,粉末活性炭處

4、理冬季松花江原水的最適宜的接觸反應(yīng)時(shí)間約為3-5min,最佳投加量在20-30mg/L之間。長時(shí)間運(yùn)行的出水效果顯示,PAC-UF組合工藝采用粉末活性炭的濃度為25mg/L的時(shí)候,可以使經(jīng)過濾之后出水濁度<0.1NTU,其去除率得到大幅度提高,在反應(yīng)結(jié)束后出水的CODMN與UV254的平均去除率分別提高11-19％、18-32%;投加粉末活性炭對(duì)超濾膜去除微生物無明顯影響,超濾出水的細(xì)菌總數(shù)在0-3CFU之間。但由于清水水箱以及清水管路

5、中可能滋生細(xì)菌,因此膜后水還檢測(cè)出少量的細(xì)菌。
　　膜污染形成的機(jī)制分析得出:膜孔窄化、膜孔堵塞和濾餅層堵塞是3種典型的超濾膜污染形成方式,膜孔窄化和膜孔堵塞一般是由有機(jī)污染物造成,濾餅層堵塞主要由水中的膠體物質(zhì)、顆粒物質(zhì)在膜表面累積引起。粉末活性炭吸附預(yù)處理可以使超濾膜處理松花江水時(shí)臨界通量從增加10-13L/(m2·h)至20-28L/(m2·h)。曝氣方式、過濾方式和預(yù)處理對(duì)超濾膜處理松花江水的膜污染影響較大,通過優(yōu)化曝氣方