混凝-微滤工艺的饮用水除砷研究

摘要

2006年国家新颁布的生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)首次把砷的浓度限值降低到了10μg/L，但目前与此标准匹配的除砷方法少、费用也较高，亟需研究新的除砷方法。 膜法饮用水除砷技术已经开始在国际上应用，而我国目前关于膜法除砷的研究报道比较少，针对中国高砷饮水区主要分布在经济欠发达的农村地区这一现状，本课题进行了混凝.微滤工艺的饮用水除砷(V)研究。 混凝-微滤除砷试验主要分为烧杯试验、小试试验和含砷污泥处置试验三部分。烧杯试验采用人工配置的含砷原水，通过FeCl3混凝和微孔膜过滤器抽滤试验，考察混凝.微滤工艺的除砷效果和原水水质等因素对除砷效果的影响；小试试验通过膜混凝反应器(MCR)的实际运行考察混凝.微滤工艺的除砷效果，研究膜污染特性，并进一步验证原水水质等因素对除砷效果的影响；污泥的处置试验主要通过含砷污泥的沉降、干化等试验研究了污泥的特性。 研究结果表明，MCR的除砷效果很好，在FeCl3投量为4 mg/L(以Fe3+计)时，可将As(V)的浓度从100 μg/L左右降至小于10μg/t，，出水平均值为4.40μg/L，能够满足标准的要求，砷的去除率为92.8％～98.2％；同时，MCR出水其他各项指标也符合标准要求，对原水的UV254等水质指标有一定的改善作用。 混凝.微滤除砷的影响试验表明：原水中的不同组分对混凝.微滤除砷效果的影响各不相同：F-、Cl-、NO3-和SO42-对除砷的影响并不显著，在试验条件下几乎对除砷效果没有影响；原水中HCO3-、HPO42-浓度的增加会减弱混凝-微滤工艺的除砷效果；原水中K+、Ca2+和Mg2+的浓度变化对混凝.微滤除砷的效果没有明显的影响；原水中Si的含量越高，砷的去除率越低；pH值对混凝-微滤除砷效果的影响显著，同等试验条件下降低原水的pH值可以明显提高砷的去除率。 膜污染研究表明，膜污染阻力的增加是膜比通量下降的主要原因，通过物理清洗和化学清洗可使膜比通量恢复到新膜的87.8％；膜污染的主要成分为有机污染，占总量的67.2％；浓差极化可以借助曝气搅动得到部分消除。 含砷污泥试验表明：混凝-微滤除砷工艺的浓缩倍率可达3668；污泥的自然沉降性能良好；自然干化后的污泥含水率可降低到95.4％；含砷干污泥的主要结晶成分为CaCO3和FeO(OH)。

目录

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第一章绪论

1.1农村饮用水安全及处理工艺现状

1.2砷毒性的研究进展

1.3地砷病与饮用水除砷方法

1.4膜技术在饮水除砷中的应用

1.5试验目的和内容

第二章试验装置与分析方法

2.1试验装置

2.2工艺的主要参数和监测项目

第三章混凝-微滤除砷烧杯试验

3.1试验目的和内容概述

3.2试验方法

3.3试验结果与分析

3.4小结

第四章混凝-微滤除砷小试试验

4.1试验概述

4.2出水砷浓度

4.3浊度的去除情况

4.4出水pH值

4.5膜比通量的变化

4.6污泥浓度的变化

4.7污泥混合液的粒径分布

4.8出水水质情况

4.9小试规模下原水水质对混凝-微滤除砷效果的影响

4.10小结

第五章含砷污泥的处理与处置

5.1含砷污泥的沉降和干化试验

5.2含砷污泥的成分分析

5.3含砷污泥的固化处置试验

第六章膜阻力与膜污染分析

6.1膜阻力分析

6.2膜污染分析

6.3小结

第七章结论

7.1混凝-微滤工艺饮用水除砷

7.2混凝-微滤除砷发展展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢