强化混凝—超滤工艺在微污染水源水处理中的应用研究

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超滤作为一种深度水处理新技术,由于装置简单、占地面积小、适用范围广等优势越来越多地应用于水和废水的处理。但是超滤工艺本身也存在缺点,如对有机物去除效果不理想、易造成膜污染从而导致运行成本增加等。混凝技术具有成本低、操作简单等优势,作为超滤工艺的预处理工艺,可以有效提高超滤技术对水和废水的处理效果,减轻超滤膜污染,降低运行成本。所以将超滤工艺和混凝工艺联系起来组成强化混凝—超滤联用工艺,作为一种深度给水处理技术,已经得到广泛研究。本文首先制备了三种聚醚砜超滤膜,并将这三种超滤膜应用到了单一超滤工艺和强化混凝—超滤工艺中,通过对比研究了不同工艺对微污染水源水的处理效果及超滤膜的运行状况。研究结果如下:(1)通过正交试验制得两种耐污染性PES超滤膜(PES/nAg超滤膜和PES/nTiO2超滤膜),其纯水通量和BSA截留率分别为PES/nAg为354.21L/m2h,95.82%;PES/nTiO2为363.74L/m2h,92.71%。两者高于传统PES超滤膜的纯水通量和截留率。这两种耐污染性PES超滤膜在传统PES超滤膜的基础上进行处理增大了纯水通量,提高了截留率水平。(2)单一超滤工艺处理微污染水源水时,在膜耐污染性上PES/nTiO2超滤膜>PES/nAg超滤膜>传统PES超滤膜,即耐污染性PES超滤膜比传统PES超滤膜的膜耐污染性能更好,单位时间处理水样更多,膜使用寿命更长。在出水水质指标上PES/nAg超滤膜的V254、UV278的去除率最高为33.33%、35.77%。单一混凝工艺处理微污染水源水时,混凝剂采用复配混凝剂AS+PD时对有机物去除效果高于使用单一混凝剂的去除效果,当混凝剂为AS5mg/L+PD3mg/L的配比时,此时的UV254、UV278去除率最好69.81%、70.94%。(3)强化混凝—超滤工艺中使用传统PES超滤膜处理微污染水源水时,它的UV254、UV278去除率分别为66.25%、69.25%,使用的混凝剂为AS5mg/L+PD2mg/L,超滤膜出水稳定差值为11.38g(间隔30s)。强化混凝—超滤工艺中使用的超滤膜为PES/nAg超滤膜时,它的UV254、UV278去除率分别为71.28%、71.71%,使用的混凝剂为AS1mg/L+PD2mg/L,超滤膜出水稳定差值为12.04g(间隔30s)。强化混凝—超滤工艺中使用的超滤膜为PES/nTiO2超滤膜时,它的UV254、UV278去除率分别为69.91%、70.6%,使用的混凝剂为AS2mg/L+PD2mg/L,超滤膜出水稳定差值为17.81g(间隔30s)。(4)强化混凝—超滤工艺中从膜出水稳定差值看PES/nTiO2超滤膜优于PES/nAg超滤膜优于传统PES超滤膜,从有机物去除效果看PES/nAg超滤膜优于PES/nTiO2超滤膜优于传统PES超滤膜。综合来看耐污染性PES超滤膜比传统PES超滤膜净化水质效果更优。(5)以AS+PD为混凝剂,强化混凝—超滤工艺比单一混凝工艺在投加量上更低,可以在保证出水水质质量的基础上,降低混凝工艺的操作条件。与单一超滤工艺相比,在单位时间内超滤膜的污染度更低,过滤的水样更多。
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