混凝_砂滤_超滤组合工艺对水中颗粒物质的去除_孙丽华

第27卷第5期Vol.27No.52006青岛理工大学学报JournalofQingdaoTechnologicalUniversity混凝/砂滤/超滤组合工艺对水中颗粒物质的去除孙丽华1,吕谋1,李圭白2(1.青岛理工大学环境与市政工程学院,青岛266033;2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)摘要:主要研究了混凝/砂滤/超滤组合工艺对水中颗粒物的去除效果.试验结果表明:该工艺可有效去除水中浊度及颗粒物,膜出水浊度低于0.2NTU,水中粒径大于2μm的颗粒数量少于20个/mL.关键词:超滤,颗粒物质,浊度中图分类号:X703水中颗粒物质是水处理的主要去除对象.水中的颗粒物质会降低自来水的安全卫生程度,因为它们是各种污染物的载体.经过净水设施后,安全、卫生的出水应不含任何威胁健康的颗粒物,至少应将颗粒物的致病风险控制在可接受的水平.大量研究表明,颗粒物去除率越高,自来水越安全、卫生[1].首先,介水致病微生物主要附生在悬浮颗粒物表面或近表面.混凝、沉淀和过滤处理可除去90%以上的介水致病微生物,而出厂水中颗粒物含量提高,暴发介水流行病的可能性增加.美国地表水处理条例要求除去99.9%的贾第虫和99.99%的病毒,主要通过降低出厂水的颗粒物含量来实现.其次,颗粒物表面往往积聚了相当量的化学污染物,如果在净化过程中不能被有效去除,进入人体后会产生毒副作用.颗粒物去除量大,自来水的化学安全性显著提高.另外,氯化消毒生成消毒副产物的前驱物多吸附在胶体等悬浮颗粒上,因此降低滤后水的悬浮颗粒含量可达到较大量去除前驱物,从而减少消毒副产物的生成[2].本试验以受污染的松花江水为原水,研究了混凝/砂滤/超滤组合工艺对水中浊度及原生动物尺寸颗粒物的去除效能.1试验装置及试验方法1.1原水水质特点试验原水取自松花江哈尔滨段.由于上游生活污水及工业废水排放,原水受到较大程度污染,其主要水质指标如表1所示.1.2工艺流程试验工艺流程见图1.原水投加混凝剂后依次经过混合、反应、砂滤等单元过程,之后进入超滤膜进行图1试验工艺流程图表1原水主要水质指标水质参数单位水质指标值pH-7.16温度℃23CODMnmg/L4.20DOCmg/L10.9UV254cm-10.154硬度(以CaCO3计)mg/L57碱度(以CaCO3计)mg/L114收稿日期:2005—03—28第5期孙丽华等:混凝/砂滤/超滤组合工艺对水中颗粒物质的去除处理(系统处理能力为5m3/h).原水投加混凝剂(硫酸铝)后在管式静态混合器内完成混合过程;反应由机械搅拌器搅拌得以实现,其转速为(45±5)r/min;过滤单元滤速为12m/h,滤料采用石英砂滤料(0.8～1.2mm).膜处理单元跨膜压差为0.12MPa,运行周期由可编程程序控制器PLC控制,运行60min后自动进行反冲洗,反冲洗时间为90s.表2分析仪器及分析方法分析项目单位分析仪器及分析方法浊度NTU台式检测,HACH-2100AN颗粒数量个/mL在线检测,HACH-PCX2000(2～750μm)图2不同投药量下对浊度的去除1.3分析仪器及分析方法分析仪器及分析方法见表2.2试验结果及分析2.1浊度检测天然水体中的颗粒物质一般有不同的粒径分布,在给水处理领域中,主要目的是去除产生浊度的物质,这些颗粒物质主要是呈胶体和悬浮固体状态的杂质颗粒.混凝/砂滤/超滤组合工艺对水中浊度的去除效果如图2所示.图2结果表明,原水经过混凝砂滤后,在不同硫酸铝投量条件下,浊度去除率为30%～47%,而超滤膜出水浊度均低于0.2NTU.这可以解释为:超滤过程是一物理筛分过程,能有效地截留无机颗粒物及大分子有机物等胶体杂质[3].有关资料表明,表现为浊度的胶体本身不仅是污染物,而且是水中细菌、病毒等微生物的重要附着载体.事实上,美国国家环保局已将浊度列为微生物学指标.超滤过程对浊度的优异去除效能同样表明其对水中细菌病毒的良好去除能力.进一步地,水中浊度过高将明显降低消毒剂灭活微生物的效力,而超滤处理出水的低浊度能有效提高后氯化消毒过程消毒剂作用效能,确保饮用水的微生物安全性.因此,该组合工艺中对浊度去除效果明显,超滤膜是确保优质饮用水供给的重要保障.2.2颗粒数量检测试验用颗粒计数仪检测范围是2～750μm,可同时对8个不同粒径范围的颗粒数量进行检测.在投加12mg/L硫酸铝时,对原水、膜进水、膜出水颗粒数量及其粒径分布范围进行检测,检测结果见图3.如图3所示,原水中绝大多数颗粒物分布在2～8μm之间,粒径大于8μm的颗粒仅约为0.2个/mL.经过砂滤,水中颗粒数降低,其中粒径分布在2～3μm的颗粒数由3500个/mL降至17个/mL,而7～8μm的颗粒数由2个/mL降至0.18个/mL.超滤膜出水中不同粒径范围的颗粒数量进一步