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物等兩個與身俱來的缺陷嚴(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物,可以與超濾形成互補,因而被廣泛的研究和應(yīng)用。然而,粉末活性炭本身是否對超濾膜存在物理磨損以及其對膜污染的影響尚未形成定論。本

2、文圍繞粉末活性炭對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價方法,并通過實驗論證壓力衰減法可以用于評價超濾膜微米級的破損,具有很強的敏感性,且初始壓力沒有明顯的影響。同時,也建立基于水質(zhì)的超濾膜物理損傷評價方法,采用出水濁度、UV254、CODMN以及細(xì)菌總數(shù)來共同評價超濾膜的完整性,發(fā)現(xiàn)出水濁度和細(xì)菌總數(shù)對超濾膜破損均非常敏感,而出水UV254和DOC對超

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價方法系統(tǒng)的分析了粉末活性炭長期刮擦對超濾膜的損傷,發(fā)現(xiàn)在0-30d的接觸時間內(nèi)以及0-10L/min的曝氣強度下,粉末活性炭和超濾膜相互接觸都不會導(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的凈水效能。粉末活性炭吸附的參數(shù)優(yōu)化實驗結(jié)果表明:粉末活性炭是控制松花江原水中有機物含量的關(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)時間約為3-5min,最佳投加量在20-30mg/L之間。長時間運行的出水效果顯示,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,因此膜后水還檢測出少量的細(xì)菌。
　　膜污染形成的機制分析得出: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