超滤组合工艺去除溶解性有机物及膜污染控制试验研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:syameimaruda
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溶解性有机物去除和膜污染控制是近年来城市给水处理领域中超滤技术广泛应用的关键性影响因素。采用适宜的预处理工艺能够显著改善超滤组合工艺的有机物去除效果,有效控制膜污染。本课题采用静态试验、动态试验和生产应用相结合的研究方式,研究了混凝、沉淀、过滤等预处理单元对超滤组合工艺去除溶解性有机物和膜污染控制的影响,对各处理单元的运行参数进行了优化,对比研究了原水水质差异对超滤组合工艺处理效果的影响,考察了不同种类污染物的膜污染特性。混凝-超滤组合工艺的混凝剂投量为20 mg/L时,组合工艺运行最佳。混凝剂投量为4 mg/L时跨膜压差增长最慢。优化絮凝时间能够改善絮体结构,增大絮体粒径,改善膜通量,能够提高有机物去除效果,最佳絮凝时间为10 min。混凝-沉淀-超滤组合工艺的混凝剂投量为7 mg/L,颗粒物和有机物的去除效果最佳,混凝剂投加量为20 mg/L时,膜通量改善更明显。絮凝时间的研究表明,絮凝时间为15 min时浊度和有机物的去除率最佳,缩短絮凝时间能够减轻膜污染程度。延长沉淀时间能够提高浊度和有机物的去除效果,在一定程度上改善膜通量,沉淀时间为60 min时除污染效果最佳,膜污染程度最轻。对10万吨/日规模的混凝-沉淀-过滤-超滤组合工艺(一期工艺)和混凝-短程沉淀-超滤组合工艺(二期工艺)的对比研究结果表明,混凝后直接超滤均能有效减轻膜污染程度;一期混凝-沉淀过程有机物去除率较高,滤池对一期有机物的去除起到多重保障的作用;二期混凝-沉淀过程有机物去除率较低,但超滤单元能够显著提高有机物的去除效果。一期工艺沉后水引起的膜污染较严重,运行24 h增长了47 kPa,经过滤池过滤后跨膜压差增长了34 kPa,过滤工艺能够显著降低膜污染程度。二期工艺的混凝-部分沉淀-超滤过程和混凝-超滤过程的膜污染程度差别不大,运行24 h后跨膜压差增长量分别为17 kPa和16 kPa。对一期工艺和二期工艺的原水特性研究表明,一期原水粒径在<3 kPa的有机物比例比二期原水要高31.68%,二期原水粒径在30 kPa~0.45μm之间的有机物比例比一期原水高30.85%。一期原水蛋白质类和腐殖质类有机物含量均比二期原水高,蛋白质类物质所占比例较大;二期原水蛋白质类和腐殖质类物质含量相对较小,腐殖质类物质所占比例较大。粒径和有机物特性分析表明,在100kPa~0.45μm之间的大分子类蛋白类物质是导致膜污染的主要原因。
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