粉末活性炭_超滤膜工艺净化松花江水_夏圣骥

华南理工大学学报(自然科学版)第35卷第6期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo.l35No.62007年6月(NaturalScienceEdition)June2007文章编号:1000-565X(2007)06-0133-04收稿日期:2006-04-12*基金项目:国家“863”计划重大科技专项课题(2002AA601140)作者简介:夏圣骥(1978-),男,讲师,博士,主要从事膜法水处理技术研究.E-mail:shengjixia@yahoo.com.cn粉末活性炭-超滤膜工艺净化松花江水*夏圣骥1徐斌1姚娟娟1李圭白2(1.同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090)摘要:为了研究超滤(UF)技术对地表水的处理效果,建造了一座120吨/天的中试规模的膜处理水厂.以松花江水为水源,用粉末活性炭(PAC)吸附作为超滤的预处理工艺,组成了PAC-UF系统.结果表明:PAC-UF工艺的出水浊度在0.15NTU左右,而且不受进水浊度的影响;原水不经过PAC吸附直接超滤时,膜出水有机物浓度和膜进水有机物浓度存在线性关系;UF对UV254的平均去除率在10%左右,对溶解性有机碳(DOC)的平均去除率在8%左右;加入PAC吸附后对有机物的去除有明显提高.关键词:地表水;水处理;超滤膜;浊度;有机物中图分类号:TQ028文献标识码:A近年来,微滤、超滤、纳滤和反渗透技术等膜技术在水处理中的应用越来越广泛.其中,微滤和超滤是常规澄清和过滤的取代方法之一.然而,由于孔径关系,这两种低压膜过程不能有效去除水中色度、天然有机物(NOM)特别是低分子腐植质或者人工合成有机物(SOC)[1].为了强化这些物质的去除,常常加入粉末活性炭(PAC)到超滤(UF)系统中组成PAC-UF工艺[2-3].PAC-UF系统是PAC和UF联用的水处理工艺[4].对于去除有机物或者痕量物质,这种工艺可以取代常规水处理中的颗粒活性炭吸附或者臭氧技术.UF膜作为物理屏障阻碍PAC的透过,同时PAC反复吸附水中有机物,它们的协同作用也降低了有机物对UF膜表面的吸附.该工艺组合可去除的物质包括有机物、杀虫剂、除草剂、引起嗅味的物质以及生成消毒副产物的前体物质等.UF的循环过程可作为水和PAC的反应器,该工艺可以直接应用于原水处理,也可以应用于水的深度净化.董秉直等利用PAC-UF处理同济大学校内河水,结果显示投加PAC不仅能有效提高膜通量,而且还能防止膜污染[5].本文中针对受污染松花江水,研究PAC-UF对其的净化效果.1试验装置及试验方法1.1试验材料及装置本试验以松花江水为原水,工艺流程如图1所示.本试验采用河北省承德某炭业有限公司产PAC,其参数见表1.试验装置主要设备规格如下:原水泵(水泵1),型号WQD7-8-0.44;工作泵(水泵2),型号ISG-32-160;反冲洗水泵(水泵3),型号102A;反应水箱,MC-1000L;加药箱,MC-40L.净水箱,PT-500L;立升大禹膜组件,规格详见表2.图1系统工艺流程图Fig.1Processflowchartofthesystem表1粉末活性炭参数Table1Parametersofpowderedactivatedcarbon参数数值碘吸附值1)/(mgg-1)1000亚甲基蓝吸附率/%10.0水分/%10表观密度/(gmL-1)0.48强度/%99.0灰分/%1.91)表示每克活性炭中吸附的碘的质量(mg).表2膜组件参数Table2Parametersofmembranemodule参数数值中空纤维膜材料PVC滤芯长度/mm1200滤芯直径/mm250有效膜面积/m248最高进水压力M/Pa0.5膜内外最高压差M/Pa0.2推荐工作压力M/Pa0.05～0.20水上限温度/℃40水下限温度/℃0进水pH值2～13截留相对分子质量800001.2试验方法原水用置于水厂原水廊道的原水泵抽取后,投加PAC,进入管道混合器快速混合,然后进入反应水箱.反应后水经过工作泵后通过Y型过滤器进入UF膜组件.进入膜组件的水被膜分成两股:一股为净水进入净水箱,一股为浓缩水回流到反应水箱.反冲洗时,反冲洗水泵抽出净水箱中的水对膜进行反冲洗.膜反冲洗水排入下水道.图1中A、B和C为采样分析点,分别对应着原水、进膜水和产品水.试验中PAC连续投加,膜反冲洗时PAC排放.2结果和讨论2.1PAC-UF系统对浊度的去除试验期间对PAC-UF系统对浊度的去除进行了研究.PAC-UF系统出水浊度在0.15NTU左右,而且不受进水浊度的影响.图2表示了不同的PAC投加浓度下,系统进水与膜出水的浊度关系,在