灤河微污染水膜處理工藝的試驗研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對飲用水的要求越來越嚴(yán)格，超濾工藝作為保障飲用水水質(zhì)的新一代水處理工藝，越來越受到水處理工作者的重視和關(guān)注。論文采用三種中空纖維超濾膜針對受污染的天津灤河水源，建立了一套超濾膜飲用水處理工藝，為推動膜工藝在飲用水中的應(yīng)用和發(fā)展提供理論和實踐依據(jù)。論文主要從以下兩方面開展了系統(tǒng)研究：針對灤河水水質(zhì)特點，對比研究三種超濾膜的除污染效能及優(yōu)化工藝運行參數(shù)，并提出不同水質(zhì)期提高有機(jī)物去除的技術(shù)方案；從原水

2、條件、預(yù)處理條件及工藝參數(shù)出發(fā)，分析柱式膜和浸入式膜膜污染的影響因素，對膜污染控制和清洗方式進(jìn)行研究，提出了減緩膜污染的措施和有效恢復(fù)膜通量的清洗方法。
　　作為天津主要水源的灤河水，存在季節(jié)性藻類高發(fā)和低溫低濁現(xiàn)象，具有明顯的水質(zhì)分期，三個水質(zhì)期的原水水質(zhì)差異較大。研究表明，試驗采用的三種超濾膜出水濁度、顆粒物及有機(jī)物均可滿足水質(zhì)要求。全年濁度均在0.14NTU以下，超濾膜具有良好的除濁效果；顆?？倲?shù)卻有較大差異，說明孔徑是顆粒

3、物去除效果的主要影響因素；孔徑越小，有機(jī)物去除率越高，但膜孔對溶解性有機(jī)物的去除作用是有限的，當(dāng)采用混凝預(yù)處理工藝后孔徑越小的膜對DOC的截留越多。在正常水質(zhì)期，投加4mg/L三氯化鐵可去除36.5～41.6％的高錳酸鹽指數(shù)，去除效果較好；在低溫低濁期，溫度下降提高了水的粘度，減少了顆粒碰撞次數(shù)，不利于產(chǎn)生密實、較大粒徑的混凝絮狀物，應(yīng)提高混凝劑投量以保證有機(jī)物的去除；在高溫高藻期，水中存在的大量藻類加劇了膜污染，應(yīng)在混凝前進(jìn)行預(yù)氯化（

4、有效氯2～3mg/L）有效地殺藻，保證膜工藝的穩(wěn)定運行，并提高有機(jī)物去除的能力。
　　采用浸入式束狀膜的混凝-超濾工藝首次在國內(nèi)水廠用于飲用水生產(chǎn)的中試研究，進(jìn)行了工藝運行參數(shù)的優(yōu)化、有機(jī)物去除方案及膜污染防治措施的研究，為其今后在水廠中的廣泛應(yīng)用提供了指導(dǎo)作用。研究表明，膜工藝參數(shù)和原水水質(zhì)是膜污染的主要影響因素，處理水量、過濾周期以及反洗方式均會影響膜工藝的穩(wěn)定運行，且原水中有機(jī)物成分和低溫條件對膜運行也至關(guān)重要。灤河水中分子

5、量小于1kDa的 DOC占總量的44%以上，很難被去除，而分子量大于30kDa的大分子有機(jī)物是造成膜污染的主要原因。在試驗的幾種超濾膜中，在低溫期膜過濾性能均有不同程度的降低，但浸入式膜仍可采用其它水質(zhì)期的運行參數(shù)，且可保證穩(wěn)定運行。因此，把浸入式束狀膜用于低溫運行有一定的實用意義。
　　研究表明，預(yù)處理方式是減緩膜污染的重要手段。在高藻期，采用預(yù)氯化-混凝及PPC-混凝均可在提高藻類去除的同時，減輕超濾膜的負(fù)荷。作為預(yù)處理藥劑的

6、三氯化鐵和聚合鋁均可減輕膜污染，但對于不同材質(zhì)的超濾膜，混凝劑種類對工藝的運行有明顯不同。對于PVC膜，投加三氯化鐵后膜的運行效果明顯好于聚合鋁。對于PVDF膜，聚合鋁對高錳酸鹽指數(shù)、UV254和DOC的去除率都要高于鐵鹽，尤其在UV254的去除上，且運行效果要優(yōu)于投加鐵鹽時。此外，當(dāng)粉末炭作為膜前預(yù)處理時反而加劇了膜污染，這是由于粉末炭顆粒與膜表面作用的緣故。
　　對于PVC膜和PVDF膜，采用鹽酸、氫氧化鈉及次氯酸鈉三種清洗劑

7、結(jié)合使用時化學(xué)清洗效果更好，且水溫、加藥量及清洗時間是決定清洗效果的重要因素。對于浸入式束狀膜，為保證其在較高通量下長期穩(wěn)定運行，提出了一種有效恢復(fù)膜通量的清洗方式（EFM，在線化學(xué)清洗），即每經(jīng)48個過濾周期后投加1200mg/L次氯酸鈉以清除有機(jī)污染，當(dāng) TMP較高時加一次1.5%鹽酸以恢復(fù)膜性能，采用以上措施可維持化學(xué)清洗周期三個月。
　　通過超濾膜工藝與常規(guī)工藝進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，膜工藝由于出水水質(zhì)好、設(shè)備緊湊以及易于操作，必將