混凝-超濾中試試驗研究及膜污染分析.pdf

1、超濾技術(shù)具有出水濁度低，占地面積小的優(yōu)點，在水處理中的應(yīng)用越來越廣泛。超濾技術(shù)的兩個最主要障礙為對有機(jī)物去除效果差和膜污染問題?；炷瑸V聯(lián)用能有效的控制膜污染提高出水水質(zhì)。本研究采用江蘇鎮(zhèn)江某微污染水源為原水進(jìn)行混凝超濾聯(lián)用技術(shù)的中試試驗，對另一中試中使用過的卷式膜進(jìn)行詳細(xì)的分析，探尋提高出水水質(zhì)和控制膜污染的有效方法，分析膜污染的原因和混凝控制膜污染的機(jī)理。 中試試驗結(jié)果表明： (1)通過比較研究混凝沉淀和在線混凝兩種

2、聯(lián)用工藝對膜污染的控制效果，分析混凝控制膜污染的機(jī)理。在線混凝能夠有效地控制膜污染，通量1.6m/d，終端過濾運(yùn)行66天，膜壓差從0.025MPa增長到0.035MPa，運(yùn)行穩(wěn)定。投加聚合硫酸鐵1.5-30mg/L，聚合硫酸鋁4mg/L都能夠穩(wěn)定膜壓差。混凝沉淀做為預(yù)處理，通量1.6m/d時，2天內(nèi)膜壓差從0.02MPa增長到0.1MPa；通量1.0m/d時，3天內(nèi)膜壓差從0.02MPa增長到0.07MPa，膜無法穩(wěn)定運(yùn)行。投加次氯酸鈉

3、能在一定程度上緩解膜污染，通量為1.6m/d時，投加3mg/L的次氯酸納15天膜壓差增長0.06MPa。 (2)通過對超濾進(jìn)出水水質(zhì)的檢測，考察混凝超濾聯(lián)用工藝對有機(jī)物和金屬的去除效果。采用在線混凝，隨著混凝劑投加量的增加，膜出水的有機(jī)物去除率相應(yīng)增加。聚合硫酸鐵投量為30mg/L時，膜出水的平均COD<,Mn>，UV<,254>分別為：2.6mg/L、0.05lcm<'-1>，COD<'Mn>、UV<,254>去除率分別為：4

4、3﹪，53.7﹪?；炷问綄τ袡C(jī)物去除效果影響較小，投加聚合硫酸鋁4mg/L，混凝沉淀+超濾和在線混凝超濾對UV<,254>的去除率分別為28﹪、26﹪，出水COD<,Mn>分別為3.4、3.2mg/L。超濾出水中Fe、Al、Mn均小于0.1mg/L，超濾對Ca，沒有去除作用。 對超濾膜用各種化學(xué)溶劑的浸泡后的浸出液，浸泡前后的超濾膜進(jìn)行詳細(xì)分析。得到如下結(jié)論： (3)超濾膜的污染原因是超濾膜表皮層的小孔被堵塞導(dǎo)致的，堵

5、塞超濾表層小孔的主要原因為金屬離子在超濾膜表層孔內(nèi)的沉積。具體原因如下：①根清洗濾餅層前后純水通量的變化，可以得出濾餅層對通量降低的貢獻(xiàn)僅有20﹪的作用，超濾膜本身的污染占80﹪，濾餅層不是膜污染的主要原因；②從新膜、污染的超濾膜和不同化學(xué)溶劑浸泡后的膜表面的電鏡掃描可以看出，50000倍下觀察到的膜孔堵塞程度和超濾膜的純水通量有明顯的關(guān)系。 (4)造成膜孔堵塞的原因為金屬離子在膜孔的沉積，有機(jī)物增強(qiáng)了金屬離子和膜的結(jié)合。通過分析各種溶

6、液浸泡后的超濾膜的純水通量和浸泡液的有機(jī)物和金屬離子的含量，可以得出金屬離子是污染超濾膜的主要原因，有機(jī)物對膜污染的影響不大。分析不同溶液浸泡后超濾膜中金屬的含量，超濾膜中Fe、Ca、K的含量和純水通量成反比，這三種金屬離子是污染超濾膜的主要因素。分析氫氧化鈉和次氯酸鈉浸泡液得到：超濾膜中所吸附的有機(jī)物主要為中性親水性小分子有機(jī)物；通過FTIR和GC、MS的分析可以得出，污染超濾膜的有機(jī)物為芳香烴類、烷烴類有機(jī)物，醇類有機(jī)物也可能污染超