超濾膜凈水組合工藝中膜污染控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國最新飲用水標(biāo)準(zhǔn)的頒布實施,重點突出了水質(zhì)安全性問題,而傳統(tǒng)的水處理工藝已經(jīng)無法滿足日益嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。超濾膜技術(shù)在保障水質(zhì)安全性上具有突出的優(yōu)勢,而其中又以浸沒式超濾膜具有產(chǎn)水量高而且安裝操作方便等優(yōu)點,應(yīng)用前景廣闊。但膜污染始終是限制該技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題,采用膜前預(yù)處理能夠有效控制膜污染。本研究選擇了在實際中應(yīng)用性較強(qiáng)的微絮凝、粉末活性炭等兩種預(yù)處理工藝與浸沒式超濾膜相集成,初步探討在兩種預(yù)處理條件下膜污染的形成機(jī)理

2、,并在此基礎(chǔ)上考察三種運(yùn)行參數(shù)投加量、曝氣強(qiáng)度及排污時間的改變對膜出水水質(zhì)及膜污染的變化影響,提出在加強(qiáng)水質(zhì)效果的同時又能有效控制膜污染的措施。
　　實驗首先進(jìn)行了長時間的穩(wěn)定運(yùn)行,對比兩種工藝的膜污染速度,初步探究在兩種預(yù)處理條件下膜污染形成機(jī)理。結(jié)果表明,在兩組工藝對DOC去除率均為28％的條件下,微絮凝-超濾工藝中TMP增長速度0.47kPa/d,活性炭-超濾工藝為0.27kPa/d,微絮凝-超濾污染較快。通過對化學(xué)清洗液分

3、析可知膜污染主要成分為親水性、低分子量有機(jī)物,同時含有微量的金屬離子如 Al、Fe、Mn、Zn、V、Cu、Ba、Ti、Ni、Pb、As、Cs等。其中Al離子在微絮凝-超濾化學(xué)清洗液中含量為18.29mg/L,顯著高于活性炭-超濾的1.568mg/L,加劇膜污染。采用 XPS儀器分析膜污垢成分主要為含氧有機(jī)物,并結(jié)合微量的 Al、Si等無機(jī)元素。同時應(yīng)用三維熒光譜對膜污染過程中有機(jī)物進(jìn)行表征可知,在微絮凝-超濾中,II(色氨酸類蛋白質(zhì))、

4、III(富里酸類物質(zhì))是造成膜污染的主要物質(zhì),而在活性炭-超濾中,IV(可溶性生物代謝物)是造成膜污染的主要物質(zhì)。
　　考察運(yùn)行參數(shù)對微絮凝-超濾工藝中膜污染的控制影響,結(jié)果表明,投加3mg/L的PACl可將UV254、DOC的去除率提高至28%、24%,投加量增加,有機(jī)物去除效率增加,膜外部污染逐漸降低。相比直接過濾原水4.8%的膜內(nèi)污染速度,微絮凝預(yù)處理可將其有效控制在1%以下,在常規(guī)最佳投加量為4mg/L(電位接近于零)條件

5、下,采取減量投加3mg/L(電位為負(fù))的方式可將膜內(nèi)部污染控制在最低;曝氣的加強(qiáng)會導(dǎo)致膜出水顆粒數(shù)增加,在氣水比為9:1、12:1的曝氣強(qiáng)度下對有機(jī)物有較好去除效果,同時曝氣可效減緩膜污染,在氣水比增至9:1時,能將膜外部污染降低54%,內(nèi)部污染速度控制在0.07%(無曝氣時0.2%),基本達(dá)到控制膜污染的限度,繼續(xù)加強(qiáng)曝氣不能夠再降低膜外部污染,甚至?xí)觿∧?nèi)污染;排污周期的延長會降低有機(jī)物的去除效率,造成膜池內(nèi)SS的累積,從而加重膜

6、濾餅層污染,24h排污一次可緩解此問題。
　　考察運(yùn)行參數(shù)對活性炭-超濾組合工藝中膜污染控制影響,結(jié)果表明,活性炭預(yù)處理能夠加強(qiáng)對顆粒物的去除,同時PAC投加量的增加可顯著提高有機(jī)物的去除效率,在投加量增加至10mg/L時,對CODMn、UV254的去除率分別提高16%和19%,基本達(dá)到有機(jī)物的去除限度。最初投加PAC能夠促進(jìn)超濾膜濾餅層污染的形成,但繼續(xù)增加PAC投加量又可降低膜濾餅層污染;加強(qiáng)曝氣會導(dǎo)致膜出水顆粒數(shù)增加,但能夠