粉末活性炭-超滤工艺处理微污染地表水试验研究

摘要

近年来，在对赣江流域的调查中发现部分水源已经污染，一些河段水质达不到饮用水取水水源水质标准。针对这种现状，本文通过高岭土、腐殖酸和氯化铵模拟南昌某饮用水水源，将粉末活性炭(PAC)的吸附与超滤(UF)膜的截留作用组合的工艺对其处理，并对PAC-UF系统的影响因素、运行效果和膜污染进行了深入的研究。主要结论如下：
　　 (1)考察PAC的投加量、操作压力、反冲洗频率和反冲洗时间对PAC-UF系统出水水质和膜过滤性能的影响。试验结果表明：PAC投加量对出水浊度影响不大，随着PAC投加量的增加，UV254和氨氮的去除率相应提高，膜污染会得到缓解；减小操作压力，膜通量相应下降，膜污染程度降低；反冲洗频率越小，反冲洗前的膜通量将会越来越低；反冲洗时间越长，膜通量恢复程度越好。
　　 (2)通过设计正交试验，考察了PAC-UF系统最佳运行工况。评价结果表明：粉末活性炭投加量200mg/L，操作压力O.16Mpa，反冲洗频率1/30min-1，反冲洗时间1min时为最优工况。
　　 (3)在最优工况下运行PAC-UF系统，考察系统的运行效果和膜的过滤特性。试验结果表明：即使原水的浊度变化很大(25NTU～100NTU)，系统对浊度的去除效果稳定，出水浊度均低于0.4NTU;原水的UV254增加，系统出水的UV254相应增加，对UV254的去除率却提高；对氨氮有较好的去除效果，氨氮的浓度为0.7～1.3mg/L时，平均去除率均可达50％以上，平均出水氨氮浓度均在0.55mg/L以下。
　　 (4)根据膜清洗的特性，建立膜通量关于多因素的数学模型，模型可预测系统运行一段时间后的膜通量和产水量，达到一定产水量所需时间以及何时进行化学冲洗，从而可以指导膜水厂生产实践以及以后大规模生产自动化的控制。

目录

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第1章 绪论

1.1微污染水源概况

1.2微污染水源处理技术研究动态

1.2.1强化常规处理

1.2.2预处理

1.2.3深度处理

1.2.4氧化和吸附工艺之间的联用

1.2.5膜技术与其他工艺联用

1.3 PAC-UF联用工艺

1.3.1活性炭的性质

1.3.2超滤膜过滤原理、影响因素和膜通量模型

1.4课题的研究意义和研究内容

1.4.1研究意义

1.4.2研究内容

第2章试验材料与检测方法

2.1试验准备

2.1.1试验水质

2.1.2试验水质配置

2.2试验设备

2.3分析测试的方法

第3章PAC-UF系统净化微污染水的研究

3.1 PAC-UF系统净化微污染源水影响因素的研究

3.1.1粉末活性炭静态吸附试验

3.1.2粉末活性炭动态试验

3.1.3操作压力

3.1.4反冲洗频率

3.1.5反冲洗时间

3.2 PAC-UF系统运行工况的确定

3.2.1正交试验的目的和方法

3.2.2正交试验的因素和水平的确定

3.2.3正交试验的评价指标

3.2.4正交试验的成果分析

3.3最优工况下PAC-UF系统的运行效果

3.3.1对浊度的去除效果

3.3.2对UV254的去除效果

3.3.3对氨氮的去除效果

3.3.4膜的过滤特性

3.4小结

第4章PAC-UF系统中膜通量的变化研究

4.1概述

4.2膜通量模型

4.3小结

第5章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果