超濾膜凈水組合工藝中膜污染控制技術研究.pdf

1、隨著我國最新飲用水標準的頒布實施,重點突出了水質安全性問題,而傳統(tǒng)的水處理工藝已經無法滿足日益嚴格的飲用水水質標準要求。超濾膜技術在保障水質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水量高而且安裝操作方便等優(yōu)點,應用前景廣闊。但膜污染始終是限制該技術發(fā)展的瓶頸問題,采用膜前預處理能夠有效控制膜污染。本研究選擇了在實際中應用性較強的微絮凝、粉末活性炭等兩種預處理工藝與浸沒式超濾膜相集成,初步探討在兩種預處理條件下膜污染的形成機理

2、,并在此基礎上考察三種運行參數投加量、曝氣強度及排污時間的改變對膜出水水質及膜污染的變化影響,提出在加強水質效果的同時又能有效控制膜污染的措施。
　　實驗首先進行了長時間的穩(wěn)定運行,對比兩種工藝的膜污染速度,初步探究在兩種預處理條件下膜污染形成機理。結果表明,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物,并結合微量的 Al、Si等無機元素。同時應用三維熒光譜對膜污染過程中有機物進行表征可知,在微絮凝-超濾中,II(色氨酸類蛋白質)、

4、III(富里酸類物質)是造成膜污染的主要物質,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。
　　考察運行參數對微絮凝-超濾工藝中膜污染的控制影響,結果表明,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%的膜內污染速度,微絮凝預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)的方式可將膜內部污染控制在最低;曝氣的加強會導致膜出水顆粒數增加,在氣水比為9:1、12:1的曝氣強度下對有機物有較好去除效果,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%,內部污染速度控制在0.07%(無曝氣時0.2%),基本達到控制膜污染的限度,繼續(xù)加強曝氣不能夠再降低膜外部污染,甚至會加劇膜內污染;排污周期的延長會降低有機物的去除效率,造成膜池內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。
　　考察運行參數對活性炭-超濾組合工藝中膜污染控制影響,結果表明,活性炭預處理能夠加強對顆粒物的去除,同時PAC投加量的增加可顯著提高有機物的去除效率,在投加量增加至10mg/L時,對CODMn、UV254的去除率分別提高16%和19%,基本達到有機物的去除限度。最初投加PAC能夠促進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;加強曝氣會導致膜出水顆粒數增加,但能夠