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近年来,超滤膜技术已被广泛应用于水处理中,然而膜污染始终制约着膜技术的发展和应用,混凝与超滤联用技术在减轻膜污染方面发挥着重要的作用。本文以在线混凝-浸入式中空纤维超滤膜工艺为研究对象,探讨了絮体调控对膜通量和膜污染的影响,主要考察因素有原水中有机物特性、混凝条件等。此外,本研究还对常用化学清洗药剂清洗污染膜的效果进行了对比和分析。主要得出以下结论: (1)通过模拟大分子牛血清蛋白、中等分子腐殖酸和小分子香草酸的有机体系,考察了微絮凝与常规混凝两种预处理方式对水样处理效果、絮体结构特性及超滤膜通量变化的影响。结果表明常规混凝出水水质优于微絮凝,且在香草酸体系中较明显;常规混凝所形成的絮体更大、更致密;两种混凝形式对膜通量的影响与有机物种类、分子量有关:腐殖酸体系中常规混凝会导致更加严重的膜通量下降和膜污染,而牛血清蛋白体系和香草酸体系中,这一结果则相反;絮体分形维数和絮体尺寸均会对膜通量产生影响,絮体分形维数较大时,膜通量主要受分形维数影响,而絮体分形维数较小,膜通量主要取决于絮体尺寸。 (2)以腐殖酸为有机物主体,配制模拟水样,考察不同剪切破碎强度(350rpm、250rpm、150rpm)对絮体结构特性及膜通量的影响。结果表明在高剪切破碎强度下,破碎再增长后形成的絮体尺寸较小且分布均匀,结构相对松散;低剪切破碎强度下,破碎再增长后形成的絮体尺寸较大且分布不均匀,结构相对紧密。超滤膜通量的结果表明,在试验所选用的三个剪切破碎强度下,遵循着破碎强度越大膜通量越大的规律。 (3)配制同时含有腐殖酸、牛血清蛋白和高岭土的模拟水样,考察有机物种类对膜污染的影响机制。发现控制混凝剂投加量是缓解膜污染、改善出水水质的有效手段。通过对超滤出水水质特性分析,发现出水中剩余的有机物主要是腐殖酸,对污染膜表面进行表征后发现膜表面污染物主要为蛋白类有机物。 (4)通过对水厂实际超滤膜污染分析,发现造成膜污染的有机物有蛋白类、多糖类和腐殖酸类,尤其以蛋白类和多糖类为主,造成膜污染的金属元素主要为Ca、Si、Fe、Mg。通过研究化学清洗剂对实际水厂运行膜的清洗作用,发现相对于HCl和NaOH,柠檬酸的清洗效果最好,且在一定范围内,清洗剂的相应酸性或碱性越强,清洗效果越好。