混凝_超滤处理微污染原水的试验研究_闫昭辉

净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGYVol.24No.62005混凝/超滤处理微污染原水的试验研究闫昭辉董秉直(同济大学环境科学与工程学院,上海200092)摘要采用混凝/超滤组合工艺对微污染原水进行试验。结果表明:混凝作为预处理可以有效地改善膜的过滤性能和提高去除有机物的效果。存在最佳混凝剂投加量,它可使膜过滤通量最大。关键词饮用水处理超滤混凝通量有机物StudyonCoagulation/UFProcessforTreatmentofMicropollutedRawWaterYanZhaohuiDongBingzhi(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)AbstractCoagulation/UFprocesswasusedtotreatthemicropollutedrawwater.Theresultshowedthatcoagulationasapretreatmentcouldimprovemembraneperformanceandenhanceremovaloforganics.Theoptimalcoagulantdosageexists,andmakesfluxmaximun.Keywordsdrinkingwatertreatmentultrafiltrationcoagulationfluxorganics膜处理技术与常规处理相比,出水有很好的稳定性,占地面积小,自动化程度高,维护成本低,并能减少后续消毒药剂的使用量,再加上近年膜造价的不断降低以及强抗污染膜材的出现,膜技术在饮用水领域正得到日益广泛的应用[1]。目前对于规模小于20000m3/d的水厂,采用MF和UF处理技术比常规处理工艺费用较节省。因此MF和UF膜处理工艺成为膜分离领域的研究热点。超滤膜孔径较大,对有机物的去除效果较差,因此常采用超滤膜与其他处理工艺联用,组成膜分离组合工艺,提高膜过滤通量和对有机物的去除效果。采用混凝作为预处理,由于混凝剂能够改变悬浮颗粒尺寸大小和表面电性,能够降低膜过滤阻力和提高对有机物的去除效果。混凝+超滤组合工艺有两种方向:一是将混凝形成的矾花去除后进膜过滤,类似于常规处理/UF。二是不去除矾花直接进膜过滤,即在线混凝(in-linecoagulation)/UF组合工艺[2,3]。在线混凝/UF简化了预处理流程,降低了基建费用,有良好的应用前景。1试验方法1.1原水水质试验用水的主要水质指标如表1所示。表1主要水质指标水质指标变化范围平均值水温℃3～126浊度/NTU12.3～26.916.9pH8.03～8.438.23CODMn(mg/L)5.57～7.096.38TOC(mg/L)4.49～7.386.05UV254/cm-10.091～0.1030.095原水为湖泊水,主要靠雨水和地下水补给,具有一般湖泊水的特点,其有机物多为土壤类有机物和藻类、水生植物的代谢物产生,有机物含量高,为典型的微污染原水。1.2试验方法混凝剂采用聚合氯化铝(PAC),其氧化铝含量为30%,先快速搅拌(100r/min)1min,再慢速搅拌(30r/min)30min,然后将混凝液直接经膜过滤。采用的超滤膜为平板膜,截留分子量为15万Daltons,过滤面积为5.841×10-3m2。过滤采用定压力运行,压力保持在0.1MPa,膜装置在一个周期为60min,连续运行6h。每个周期结束后,进行水力冲洗。先正洗10s,再反洗60s,最后正洗10s。每隔10min测定出水流量,以确定膜的通量。UV254采用UV751GD紫外分光光度计测定,总—4—DOI:牨牥牨牭牳牴牥牤jcnkijsjs牪牥牥牭牥牰牥牥牪净水技术Vol.24No.62005有机炭TOC采用Phoenix8000测定。测定UV254和TOC时,水样通过0.45μm微滤膜过滤。2试验结果及讨论2.1混凝剂投加量对膜通量的影响考虑到每张膜纯水通量的差异,将膜过滤通量J与膜纯水通量J0的比值J/J0作为衡量膜通量的参数。从图1可以看出,UF膜直接过滤原水时,随着过滤的进行,膜通量迅速下降,周期末的水力冲洗不能使膜通量恢复到初值。当投加混凝剂PAC(投加量以铝计)后,膜的过滤性能得到改善,膜通量明显增加。当PAC投加量为8mg/L时,膜的过滤通量最大,投加量在8～20mg/L时,膜都有较高的通量,并且经过周期末冲洗后,膜通量恢复良好。但在投加量为4mg/L和25mg/L时,膜通量相对较低,随着过滤的进行,衰减很快,反冲洗恢复通量的情况较差。混凝剂改善通量是由于混凝能有效地去除大分子的有机物,而大分子有机物是造成通量下降的主