磁循环接触絮凝—膜过滤工艺及处理典型PPCPs的研究

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磁循环接触絮凝—膜过滤工艺(recycling magnetic flocculation membrane filtration,RMF-MF)根据磁致效应和回收磁粉的特性,对滦河地表源水进行处理。与磁絮凝—膜过滤工艺(magnetic flocculation membrane filtration,MF-MF)相比具有出水水质好、节省磁粉、延缓膜污染等优势。本文对该工艺进行了一系列的研究。  首先,实验中采用FeCl3作为混凝剂,Fe3O4作为磁粉,通过调节磁粉和回收磁粉之间的比例,考察出水水质变化。实验结果表明,当磁粉和回收磁粉浓度分别为4mg/L和6mg/L时,出水水质要优于MF-MF磁粉浓度为8mg/L时的处理效果。  其次,通过观察膜通量的衰减状况发现,RMF-MF可以有效的延缓膜污染。当4mg/L的磁粉和6mg/L的回收磁粉同时添加到反应器中后,膜通量的衰减速率最慢。磁循环接触絮凝有效地改变了絮体的形貌特征,增大了絮体的平均粒径,提高了分形维数,同时所形成絮体的粒度尺寸分布均匀。絮体在膜表面可以形成疏松,孔隙率较大的滤饼层,提高了透水率,延缓了膜污染。在RMF-MF中,磁粉为4mg/L和回收磁粉浓度为6mg/L时,絮体的平均粒径为484.71μm,分形维数为1.37。  实验还考察了RMF-MF中曝气时间、药剂浸泡时间以及反洗压力对膜清洗效果的影响,并研究了该工艺在连续清洗周期内的膜通量变化。实验结果表明:膜清洗工艺中,当曝气时间为8min,碱浸泡时间为90min,反洗压力为0.04MPa时,膜清洗效果是最好的,膜通量恢复率是最好的。  最后,实验研究了混凝—膜过滤,磁絮凝—膜过滤和磁循环接触絮凝—膜过滤三种工艺对四环素的处理效果。实验表明,四环素主要是通过混凝阶段絮体的吸附去除,磁絮凝和磁循环接触絮凝是强化了混凝阶段的絮凝工艺,和混凝相比四环素的去除率由20%提高到44%。
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