聚丙烯酰胺對(duì)微絮凝-超濾過程的影響研究.pdf

1、隨著新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的全面實(shí)施和超濾（UF）膜成本的降低，超濾技術(shù)已經(jīng)在我國的老舊水廠改造與新水廠建設(shè)中得到了越來越多的應(yīng)用。采用無機(jī)絮凝劑的混凝工藝憑借著其切實(shí)有效、成本低廉和易于操控的特點(diǎn)，已經(jīng)成為了應(yīng)用最為普遍的超濾膜預(yù)處理方式。已有的研究表明，微絮凝-超濾短流程工藝相對(duì)于其他工藝組合形式，能夠節(jié)省水廠占地面積和減少投資，且在污染物去除和膜污染控制方面也更有優(yōu)勢。聚丙烯酰胺（polyacrylamides,PAMs）在傳

2、統(tǒng)給水處理工藝中常作為有機(jī)高分子助凝劑用于低溫低濁水和高濁度水的混凝處理，其優(yōu)異的助凝效能已經(jīng)被證實(shí)并在實(shí)際中得以應(yīng)用。基于以上兩方面的應(yīng)用現(xiàn)實(shí)，本課題擬將PAMs應(yīng)用于微絮凝-超濾組合工藝，通過宏觀測定與微觀表征的結(jié)合，研究其對(duì)超濾過程的處理效能和膜污染演變規(guī)律的作用機(jī)制，從而為PAMs應(yīng)用于微絮凝-超濾組合工藝提出優(yōu)化控制理論。
　　課題選用四種聚丙烯酰胺與無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁（PAC）組合應(yīng)用于微絮凝-超濾過程，研究助凝劑類

3、型（相對(duì)分子質(zhì)量為500萬的非離子型聚丙烯酰胺NPAM500，相對(duì)分子質(zhì)量為1000萬的非離子型聚丙烯酰胺NPAM1000，相對(duì)分子質(zhì)量為1000萬的陰離子型聚丙烯酰胺APAM1000和相對(duì)分子質(zhì)量為2000萬的陰離子型聚丙烯酰胺APAM2000）和助凝劑投加量（0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L、1.0mg/L）、混凝劑PAC2mg/L對(duì)超濾過程處理效能的影響。結(jié)果表明：四種

4、聚丙烯酰胺助凝劑的使用均改善了超濾膜過程的處理效能，有效提高了濁度物質(zhì)和腐殖酸的去除率。隨著PAMs投加量的增加，出水水質(zhì)提高，使超濾過程對(duì)濁度的去除率高于99％，出水濁度保持在0.1NTU以下，腐殖酸去除率提高30%以上，與此同時(shí)，PAMs的截留率幾乎達(dá)到100%，過濾出水酸堿度基本保持在6.8-7.5之間。
　　基于助凝劑類型和投量的不同，以宏觀上的通量衰減曲線和受污染前后超濾膜膜面的微觀變化(AFM，SEM，接觸角，F(xiàn)TIR

5、)為表征手段，研究了聚丙烯酰胺（PAMs）應(yīng)用于微絮凝-超濾組合工藝時(shí)對(duì)膜污染演變規(guī)律的影響。結(jié)果表明：聚丙烯酰胺助凝劑的投加能夠提高膜面親水性，改變污染層結(jié)構(gòu)，當(dāng)NPAM500投量為0.3mg/L、NPAM1000投量為0.2mg/L、APAM1000投量為0.1mg/L、APAM2000投量為0.1mg/L時(shí)，助凝劑的投加可以緩解膜污染，進(jìn)一步增加投量反而會(huì)導(dǎo)致膜污染的加重。在此基礎(chǔ)上，研究受污染超濾膜的清洗，PAMs0mg/L、N

6、PAM10000.2mg/L、APAM10000.1mg/L污染膜清洗后膜通量恢復(fù)率（FR）分別為19.17%、20.17%、19.69%，助凝劑的投加并沒有增加膜清洗難度。
　　基于適量聚丙烯酰胺的投加能夠緩解膜污染的研究基礎(chǔ)，本課題進(jìn)一步考察了有機(jī)高分子助凝劑的使用對(duì)微絮凝-超濾過程對(duì)新興污染物（安替比林，ANT）去除率的影響。結(jié)果表明：聚丙烯酰胺的投加改變了污染層結(jié)構(gòu)，為安替比林（ANT）提供了額外的吸附位點(diǎn)和穿透阻力，使得