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目前,作为我国北方尤其是山东省重要的饮用水水源黄河水,一直存在着严重的水质污染问题。针对这一状况,在以黄河水为水源的济南鹊华水厂,通过现有的内压超滤以及外压超滤装置,进行超滤膜直接过滤原水试验以及预处理+超滤组合工艺,分别包括粉末活性炭+外压超滤以及预氧化+外压超滤试验。
通过两套超滤设备直接过滤原水的试验表明,从超滤工艺对饮用水的各项常规水质指标可以看出,内压超滤工艺与外压超滤工艺对水中的浊度,色度、以及表现水中藻类污染的的叶绿素a等指标均有较好的处理能力,去除率可达到95%以上,对水中的氨氮也有50%左右的去除能力,但对UV254以及CODMn的处理效果一般,只有15%以及25%左右。在对内外压超滤综合出水分析的效果表明,超滤出水对水中的各污染物质去除能力良好,在抑制消毒副产物的方面也有所贡献。试验表明,外压超滤装置的出水水质要略好于内压超滤。故在此试验的基础上,以外压超滤设备为核心,进行粉末活性炭+外压超滤工艺以及预氧化+外压超滤工艺的试验研究。
通过粉末活性炭+外压超滤工艺联用处理引黄水库原水的试验结果证明,在活性炭吸附预处理的条件下,超滤工艺对水中有机污染物质(UV254、CODMn)的去除率大为提高,但对浊度、叶绿素a等污染物质的去除变化不大,可见这一方面的去除仍主要由超滤膜本身决定。试验表明,活性炭预处理有着一定的试验周期,在试验运行过程中活性炭预处理的效果随着设备运行时间的延长而逐渐下降。且试验表明,活性炭对抑制超滤膜的污染起到了一定的作用。
由于粉末活性炭成本较高,故对药剂的化学氧化作用进行研究,依次通过次氯酸钠、高锰酸钾以及二氧化氯三种药剂对原水进行预氧化的条件下,外压超滤工艺对水中UV254以及CODMn的去除能力随着原水中化学药剂投加量的增加显著提升。但对水中的叶绿素a以及浊度等污染物质的去除变化不大,可见,对水中此类污染的去除仍以超滤膜本身决定。通过三种药剂的对比,高锰酸钾预氧化条件下超滤工艺出水状况良好,且无明显副产物的生成。
通过长期的试验结果表明,随着试验的进行,内外压超滤设备的膜组件均呈现出显著的污染状况,内压设备表现出通量的不断下降与跨膜压差的不断增长,而外压超滤设备在产水量恒定的条件下,表现为设备产水压力的不断增长。且试验表明,化学清洗对于设备通量的恢复有着一定的贡献。其中化学清洗的效果表明,碱洗的效果要略好于酸洗。