混凝/砂滤/超滤组合工艺生产饮用水试验研究

摘要

水源的污染和饮用水水质标准的提高促进了饮用水深度净化技术的发展。作为饮用水深度净化的主要工艺之一，膜技术是近年来的研究热点。相对于反渗透膜、纳滤膜等中高压膜，超滤膜具有一次性投资小、运行成本低廉等优点，因而表现出更强的竞争优势。但是，前期研究发现超滤膜对水中有机物去除效率较低，而水中有机物在后氯化消毒过程中可能生成大量的消毒副产物，增加处理水的致癌风险。采用前处理工艺提高膜处理系统对有机物的去除效能可以弥补超滤工艺的不足，但国内外对此研究的较少。本课题以受污染的松花江水为研究对象，重点探讨了混凝/砂滤/超滤组合工艺对水中污染物(包括浊度、原生动物尺寸颗粒物以及有机物)的强化去除效能，另外考察了运行条件对超滤膜渗透性能的影响。 试验中发现温度、进膜水压力、石英砂预过滤、投加混凝剂会影响膜的渗透性能。温度的下降会导致膜通量的降低；进膜水压力的加大会使渗透通量增加，但由于极限通量的存在，需要选择合适的压力以获得较大通量；砂滤使超滤膜表面形成的滤饼密实，导致进膜水阻力增加，渗透通量降低；投加混凝剂可以增加膜通量，延缓膜通量的降低速率，其效果随投药量的增加而明显；投加粉术活性炭(PAC)使膜通量下降。 用浊度仪和颗粒计数仪对水中颗粒物质进行检测。试验结果表明：超滤膜对水中浊度去除效果稳定，出水浊度均在0.2NTU以下；混凝/砂滤/超滤工艺可以强化对水中颗粒物的去除，膜出水中粒径大于2μm的颗粒数少于20个/mL，由此可以推测膜出水中贾第虫、隐孢子虫等原生动物存在的可能性小。 试验过程中用CODMn、UV254、DOC来代表水中有机物的含量。结果表明：混凝/砂滤可以强化超滤膜对水中有机物的去除，但是投加三种不同种类的混凝剂有机物去除率相差不大；PAC可以吸附去除水中小分子有机物，因此投加PAC使超滤膜对有机物的去除率提高。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题提出的背景及意义

1.1.1水源水质污染现状

1.1.2饮用水水质标准的发展

1.1.3传统自来水处理方法及弊端

1.2膜技术及其在自来水生产中的应用

1.2.1膜技术

1.2.2水处理常用膜

1.3目前国内外膜技术的研究及应用现状

1.4本研究课题的提出及主要内容

第2章超滤膜组件和试验工艺流程

2.1超滤理论基础

2.1.1超滤原理

2.1.2超滤的操作方式

2.2超滤膜组件

2.2.1超滤膜特性

2.2.2超滤膜材料

2.2.3超滤膜组件

2.3试验工艺流程

2.3.1试验装置流程

2.3.2原水水质特点

2.3.3膜组件工艺参数

2.3.4分析仪器及分析方法

2.4本章小结

第3章膜渗透通量的研究

3.1膜渗透通量下降的原因及其恢复方法

3.1.1浓差极化

3.1.2膜污染

3.2膜渗透通量的影响因素

3.2.1温度对膜渗透通量的影响

3.2.2进膜水压力对膜渗透通量的影响

3.3采用预处理对膜渗透通量的影响

3.3.1砂滤对膜渗透通量的影响

3.3.2投加混凝剂对膜渗透通量的影响

3.3.3投加粉末活性炭对膜渗透通量的影响

3.4本章小结

第4章超滤膜对水中颗粒物质的去除

4.1水中颗粒物质的概念

4.2水中颗粒物质的检测

4.2.1浊度检测原理

4.2.2颗粒计数仪检测原理

4.2.3浊度检测的不足

4.3超滤膜法对水中颗粒物质的去除

4.3.1超滤膜对浊度的去除

4.3.2超滤膜对不同粒径范围颗粒物质的去除

4.4颗粒检测方法效果对比

4.4.1颗粒计数法与浊度法对比

4.4.2透光脉动检测技术与颗粒计数法对比

4.5本章小结

第5章超滤膜对水中有机物的去除

5.1水中有机污染物

5.1.1水中有机污染物种类

5.1.2传统净水工艺对水中有机物去除的缺陷

5.1.3解决饮用水中有机物去除问题的技术

5.2超滤膜对水中有机物去除的研究

5.2.1投加硫酸铝对水中有机物的去除

5.2.2投加三氯化铁对水中有机物的去除

5.2.3投加聚合氯化铝对水中有机物的去除

5.2.4投加粉末活性炭对水中有机物的去除

5.2.5几种混凝剂对有机物的去除效果对比

5.3本章小结

结论

参考文献

致谢