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随着太湖水系水源污染的不断加剧和国家饮用水水质标准的日益严格,超滤(UF)膜由于对浑浊度、细菌去除效果好,出水水质稳定,占地面积小等优点在饮用水处理中越来越重视。本文首先研究了超滤膜对腐殖酸的去除效果,并对影响超滤膜去除腐殖酸效果的影响因素进行了分析;然后在对超滤膜前进水进行预处理时,取黄浦江原水研究了预氧化、混凝、预氧化与混凝联用时对超滤膜通量及超滤出水水质的影响。在用超滤膜过滤时分别进行了原水、沉淀水和砂滤水对超滤膜通量及超滤出水水质的影响研究;在无锡中桥水厂进行了超滤膜处理太湖原水的中试试验。这一系列研究为超滤膜处理太湖水系原水的实际应用提供了一定的理论支撑。
研究发现,超滤膜对腐殖酸的去除主要以吸附为主。当腐殖酸初始浓度升高时,出水中腐殖酸浓度也逐渐升高,超滤膜对腐殖酸的去除率降低;当腐殖酸溶液中存在钙离子或钠离子时,超滤膜对腐殖酸的去除率升高,并且随着钙离子和钠离子浓度的升高,对腐殖酸的去除率也逐渐升高;pH值的升高和混凝沉淀都有利于超滤膜对腐殖酸的去除。
三种预氧化剂对超滤膜通量的改善由强到弱依次为:臭氧>高锰酸钾>氯气;对黄浦江原水最合适的混凝剂为三氯化铁;1.0mg/L的臭氧+15mg/L的三氯化铁组合对超滤膜通量的改善效果最好,对有机物的去除效果也最好。
30min反冲洗一次,在初始通量分别为167.5 L/(m2·h)和208.2 L/(m2·h)时,原水、沉淀水和砂滤水中,沉淀水对超滤膜的通量影响最小;膜通量为120.8L/(m2·h)时砂滤水比沉淀水稍好,原水最差。总体而言,将沉淀池出水作为超滤膜进水最为经济合理。延长反冲洗周期会导致膜通量下降较快,得不偿失。超滤膜对砂滤水、沉淀水及原水中的有机物去除效果都不理想,均在20%以下或20%左右。
30min反冲洗一次,超滤膜初始通量为96.0 L、(m2·h)左右,处理太湖原水试验时发现超滤膜对CODMn及DOC的平均去除率在10%左右,对浑浊度和细菌的去除率高达99.5%以上,对铁和锰的去除率均在20%左右,能够有效地去除原水中的藻类,去除率达100%;当采用臭氧—颗粒活性炭—超滤膜工艺联用时,对CODMn及DOC的平均去除率上升到30%左右,臭氧的最佳投量为3.16mg/L。