混凝_微滤膜净化微污染水源水的研究_莫罹

混凝-微滤膜净化微污染水源水的研究莫罹黄霞李琳提要通过改进的烧杯混凝试验确定了混凝-微滤膜组合工艺的混凝剂(PAC)适宜投加量为2～3mg/L。在该混凝剂投加量条件下,进行了混凝-微滤膜组合工艺处理微污染水源水的连续试验。结果表明,该工艺对浊度,OC以及UV254的去除效率分别为85%～95%,37%～52%和58%～81%,优于膜直接过滤时的去除效果。关键词微滤膜混凝微污染水源水给水处理由于水源水的普遍污染,给水处理的研究重点已经从对悬浮物质、细菌的去除转移到对水中微量有机物,特别是溶解性有机物(DOM)的去除。以混凝、沉淀、过滤、加氯消毒为主体的常规给水处理工艺是以去除水源水中的悬浮物和胶体物质为主要目的,一般条件下对有机物的去除效果差[1～2],同时工艺流程长,处理效果易受水量水质变化以及操作条件的影响,采用氯消毒还会产生有害的有机氯化物。因此,针对微污染水源水的特点,发展新的饮用水处理工艺十分必要。将膜分离技术应用于给水处理,由于能够有效地截留杂质、细菌和病原菌,其出水水质优质稳定、安全性高、生物稳定性好,同时可以降低消毒加氯量。此外,膜分离效率高、工艺流程短、易控制,使用灵活,且可以与其它工艺组合使用。因此,膜分离被认为是当今获得优质安全饮用水的重要技术之一[3]。试验表明微滤膜直接过滤可以获得良好的浊度去除效果,但对有机物的去除有限。为强化对微污染水源水中有机物的去除效果,本文提出微滤膜与混凝相结合的净化工艺。首先通过改进的烧杯混凝试验确定混凝剂的投加范围。在此基础上考察了混凝-微滤膜组合工艺对微污染水源水的去除效果,以及混凝对膜过滤性能的影响,并与微滤膜直接过滤工艺进行了比较。1试验装置与方法1.1烧杯混凝试验给水处理中常用的混凝剂是铁盐和铝盐。有研究表明,铁盐和铝盐对腐殖酸和富里酸的去除效果优于有机絮凝剂[4]。为此,试验中采用聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,外观为黄色粉末,Al2O3的含量为29.6%。采用烧杯混凝试验对PAC的投加量进行了选取,混凝操作分两步:①快速混合:搅拌桨转速200r/min,时间1min;②慢速反应:搅拌桨转速30r/min,时间5min。分别采用两种方法对混凝效果进行评价。方法一:将混凝后的水样静止沉淀10min,测定沉淀后的上清液水质,用以评价常规混凝-沉淀工艺的处理效果。方法二:将混凝后的水样经孔径为0.40μm的微滤膜过滤,测定滤液水质,用以评价混凝-微滤膜组合工艺的去除效果。1.2混凝-微滤膜组合工艺连续试验试验所用的混凝-微滤膜组合工艺流程见图1。图1混凝-微滤膜组合工艺流程微滤膜采用日本三菱公司生产的聚乙烯中空纤维膜,孔径为0.1μm,膜丝内径为0.27mm,外径为0.42mm,膜面积为1m2,直接置入过滤水槽中。原水由进水泵吸入混合池,与来自储液箱的混凝剂溶液混合(约1min),然后通过溢流进入过滤水12给水排水Vol.27No.82001DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2001.08.004槽,在抽吸泵的抽吸作用下经膜过滤后形成过滤出水。抽吸泵采用间歇运行方式,即抽吸30min,然后停抽5min。膜组件下设有曝气管。曝气系统在膜抽吸期间停止运行,而在膜停抽期间开始启动,以清除在抽吸阶段积累在膜表面的沉积物。整个流程由HP75000工控机自动控制。HP75000工控机根据水槽内的液位,控制进水泵,并同时控制加药泵的开停,以保持过滤水槽内的水位恒定。试验装置处理能力约为0.5m3/d。1.3试验原水水质及检测指标试验原水取自清华大学内的河水,试验水水质通过稀释保持在一般微污染水源水的范围(高锰酸盐指数OC为4～8mg/L,浊度在15NTU以下)。试验期间,原水水质见表1。表1试验原水水质水质指标水温/℃浊度/NTUOC/mg/LUV254/cm-1pH平均值14.08.916.360.1426.0最小～最大11.5～15.51.8～12.24.44～7.780.063～0.221试验过程中,检测的指标包括:进出水OC,浊度,UV254和pH。UV254为紫外光在波长254nm下的吸光度,采用紫外分光光度计测定,比色皿光程长度为1cm。OC采用标准方法测定。浊度采用Or-becoAnalyticalSystemsInc.的数字浊度仪测定。2试验结果与讨论2.1混凝剂投加量的选取通过烧杯混凝试验,考察了PAC混凝剂投加量对原水浊度和有机物去除效果的影响,选择了适宜的PAC投加量。2.1.1浊度去除效果烧杯混凝试验条件下,分别以混凝后的沉淀上清液以及膜过滤液水质来评价浊度去除率(见图2)。试验原水浊度为1.8～12.2NTU,水温为16.0℃,pH为6.5。从图2中可以看出,以沉淀后的上清液水质来评价混凝-沉淀的效果时,当混凝剂投加量在20mg/L以下