飲用水預(yù)處理工藝優(yōu)化與膜過濾組合工藝的研究.pdf

1、2006年衛(wèi)生部頒布了新的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)，將檢測的指標(biāo)增加到了106項(xiàng)，同時，標(biāo)準(zhǔn)對水廠出水的有機(jī)物氨氮等指標(biāo)也提出了更高的要求。然而，每年的環(huán)境公報則顯示，我國的飲用水原水水質(zhì)則在逐年惡化。目前絕大多數(shù)自來水廠采用的仍然是傳統(tǒng)的凈水工藝，即“混凝.沉淀.過濾一消毒”，該常規(guī)凈水工藝的主要去除指標(biāo)是濁度、色度和細(xì)菌學(xué)等指標(biāo)，而對氨氮和各種溶解性有機(jī)污染物的去除效果較差。即便是目前在國內(nèi)已經(jīng)開始推廣應(yīng)用的

2、臭氧活性炭深度處理工藝在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)了一些問題：如濁度無法進(jìn)一步降低、出廠水生物穩(wěn)定性較差、藻類爆發(fā)期出廠水藻類不能完全去除、紅蟲滋生產(chǎn)生的隱患等。因此，開發(fā)有效的組合工藝來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的飲用水已顯得刻不容緩。
　　 論文首先考察了預(yù)臭氧—混凝沉淀—炭砂過濾、混凝沉淀—后臭氧炭—砂過濾、預(yù)臭氧—混凝沉淀—炭過濾、混凝沉淀—后臭氧—炭過濾作為膜處理的預(yù)處理工藝的除污染物效果，然后考察了膜深度處理用于飲用水處理的除污染物效果以及運(yùn)行

3、參數(shù)，綜合上述研究成果，提出了飲用水處理的新型組合工藝，即預(yù)臭氧—混凝沉淀—炭砂過濾—膜過濾工藝，并將該工藝的研究成果應(yīng)用于杭州清泰水廠的飲用水深度處理改造工程。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 1.炭濾池在去除有機(jī)物指標(biāo)上優(yōu)于炭砂濾池，而炭砂濾池在去除濁度的指標(biāo)上則優(yōu)于炭濾池，兩者對其他指標(biāo)的去除相差不大。后臭氧工藝中濾池對有機(jī)物的去除效果優(yōu)于前臭氧工藝，而前臭氧工藝在系統(tǒng)的總?cè)コ噬蟿t與后臭氧工藝相近。
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4、.炭砂濾池對有機(jī)物去除率呈現(xiàn)逐步降低的趨勢，而對氨氮的去除則經(jīng)歷了由高到低再升高的過程，掛膜時間在水溫200C左右時為15-20天。炭砂濾池中，炭層卜部350mm的活性炭承擔(dān)了近80％的污染物去除率。
　　 3.炭砂濾柱處理后水中主要顆粒集中在粒徑小于10μm的小顆粒中，占94.4％，10-25μm的顆粒占5.5％，大于25μm的顆粒僅占0.1％，在小于10μm的顆粒中，尤以小于5μm的占多數(shù)。炭砂濾池反沖洗前后，濁度的變化較小

5、，而顆粒物數(shù)量的變化較大，因此，可以采用顆粒物計(jì)數(shù)儀來提高對炭砂濾池的操作管理。炭砂濾池在一個周期內(nèi)對污染物的去除變化較小，比較穩(wěn)定，但是對Mn的去除在反沖洗后下降明顯。炭砂濾池的初濾水在剛投入運(yùn)行后的10min水質(zhì)最差，之后逐漸好轉(zhuǎn)，在20-30min左右即可達(dá)到基本穩(wěn)定狀態(tài)，因此，在工程實(shí)際中可以不設(shè)初濾水排放管。
　　 4.膜過濾對有機(jī)物、氨氮有一定的去除作用，但效果較差，而對濁度和微生物的去除效果較好，且其對濁度和微生物

6、的去除基本不受通量的影響，對Fe的去除效果很好，而對Mn的去除受前處理的影響，經(jīng)過膜過濾后，水中的堿度和余氯基本無變化。
　　 5.通過對不同通量的比較研究，對錢塘江原水合適的設(shè)計(jì)通量建議為120LMH；通過對有回流和無回流的操作方式的比較，合適的操作方式建議為無回流。在實(shí)際運(yùn)行中，如果遇到水質(zhì)較差的情況，可以合理的選擇有回流的操作方式。
　　 6.水溫在15℃以上時，水溫的變化對TMP的影響不明顯，但是當(dāng)水溫低于150

7、C時，水溫的變化對TMP的影響比較明顯。隨著水溫的降低，一個化學(xué)清洗周期內(nèi)TMP的絕對增長量逐漸增加，相對于清洗前的TMP的相對增長量也逐漸增加。在運(yùn)行期間，TMP的絕對增長量在0.18-0.73bar，相對增長量為20-72.28％，清洗前的TMP在1.11-1.8bar，而清洗后的TMP在0.89-1.1bar。濁度的降低有利于減緩TMP的增長。
　　 7.通過對氣水沖1.5min+水沖0.5min和氣水沖1.0min+水沖

8、0.5min兩種水力清洗方式的比較研究，發(fā)現(xiàn)在完成化學(xué)清洗后的最初幾個水力清洗周期內(nèi)，兩種反沖方式對TMP的影響相差不多，但是在6個水力清洗周期后，1.0+0.5min的反沖洗方式下運(yùn)行的TMP明顯高于1.5+0.5min的反沖洗方式，前者運(yùn)行期間的平均TMP為1.12bar，而后者為1.10bar，前者比后者高出約1.8％。
　　 8.對小化學(xué)清洗，建議采用酸洗加堿洗的方式，周期為24h，清洗液濃度為300-400ppm，而在

9、水質(zhì)較好的情況下，可以適當(dāng)延長酸洗的周期。試驗(yàn)中采用次氯酸鈉和檸檬酸進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗效果令人滿意。
　　 9.試驗(yàn)采用的四種不同類型的膜對污染物的去除相差不大，對于進(jìn)水有著良好的適應(yīng)性，均適用于本試驗(yàn)的原水水質(zhì)，但是相對而言，膜3的適應(yīng)能力較其它膜差，特別在冬季UV254值比較高的時候，通量難以提高。在運(yùn)行的過程中，內(nèi)壓膜的運(yùn)行壓差明顯低于外壓膜。
　　 10.試驗(yàn)對加氯水和不加氯的水分別進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)用含一定量的余