浸没式中空微滤膜处理滦河原水的中试研究

论文摘要

由于水资源的短缺、水环境的恶化，饮用水标准的提高以及传统饮用水处理工艺自身存在的局限性，寻求新的饮用水安全保障技术以改进或替代传统工艺已是给水处理领域的重要内容。本文采用膜孔径为0.1μm的浸没式微滤膜对高温高藻期滦河原水进行中试试验研究。考察了不同预处理方式下膜系统的除污染效果，并与常规处理工艺进行比较。研究了试验采用的三种膜污染清洗技术，对其操作参数进行了优化。主要成果和结论如下：1．浸没式膜系统对浊度和颗粒物具有卓越的去除效果，出水浊度平均0.08NTU，膜出水中粒径大于2μm的颗粒小于30个／mL，大于15μm的颗粒几乎被完全去除。增加预处理措施并未明显提高膜对浊度物质的去除率。膜系统可完全去除藻类，出水中铁的含量小于0.05 mg／L。2．增加预处理措施可强化膜系统对有机物的去除，且出水水质较为稳定。膜直接过滤对CODMn的去除率在12.5％～46.0％之间，平均30.3％：对UV254去除率较低，平均为1.5％。增加混凝预处理后去除率明显上升，系统对CODMn的去除率从30.3％提高到50.3％，对UV254的去除率为23.0％。第三阶段采用混凝和氯氧化联合预处理，CODMn的去除率提高到52.7％，UV254的去除率达到26.4％。在高温高藻期，要保证膜出水的有机物浓度达标，必须采取一定的预处理措施。3．同常规工艺比较，膜工艺表现出优异的除浊性能。本试验条件下膜工艺对有机物的去除优势不大，但其药剂费用远低于常规工艺。两种工艺对氨氮的去除效果差异不大。试验表明在饮用水膜处理中必须增加消毒工艺。4．周期反冲洗是防治膜污染的必要手段。本试验条件下，反洗时间85s、反洗水流量15 m3／h时的反冲洗效果最佳。EFM操作是防治膜污染的重要技术措施。本试验工况下，EFM执行时间在45min～60min较为合适，清洗剂选择0.41wt％NaOH和800ppm NaClO为宜。化学清洗可使膜性能得到极大地恢复。化洗之前进行3次、之后进行4次物理清洗为宜。在高温高藻期，水中的有机物是造成膜污染的主要物质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 膜分离技术概述
• 1.1.1 膜的定义
• 1.1.2 膜的结构和分类
• 1.1.3 膜材料、膜组件和膜过滤系统
• 1.1.4 膜的性能
• 1.2 膜分离技术在饮用水处理中的应用
• 1.3 膜前预处理工艺研究
• 1.3.1 pH调节预处理
• 1.3.2 混凝预处理
• 1.3.3 吸附预处理
• 1.3.4 氧化预处理
• 1.3.5 预处理工艺组合
• 1.4 膜污染
• 1.4.1 膜污染的定义和分类
• 1.4.2 膜污染的防治
• 1.5 本文的研究工作
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 研究目的
• 1.5.3 研究内容
• 第2章 试验系统和方法
• 2.1 试验装置
• 2.2 浸没式膜系统操作方式
• 2.2.1 过滤操作
• 2.2.2 EFM操作
• 2.2.3 化学清洗操作
• 2.3 分析项目及测试方法
• 第3章 浸没式膜工艺对污染物的去除效果及分析
• 3.1 试验概况及原水主要水质指标
• 3.2 浸没式膜工艺除污染效果及分析
• 3.2.1 浊度的去除
• 3.2.2 颗粒物的去除
• 3.2.3 有机物的去除
• 3.2.4 藻类的去除
• 3.2.5 铁的去除
• 3.2.6 微生物的去除
• 3.2.7 膜出水pH的变化
• 3.3 浸没式膜工艺和常规工艺对污染物去除效果的比较
• 3.3.1 工艺流程
• 3.3.2 对浊度的去除效果比较
• 3.3.3 对有机物的去除效果比较
• 3.3.4 对微生物的截留效果比较
• 3.3.5 对氨氮的去除效果比较
• 3.4 膜的完整性测试
• 3.5 本章小结
• 第4章 浸没式膜工艺的膜污染清洗技术研究
• 4.1 膜污染现象及其表征
• 4.2 膜污染的清洗
• 4.2.1 评价方法和评价指标
• 4.2.2 膜清洗效果的影响因素
• 4.2.3 反冲洗
• 4.2.4 EFM
• 4.2.5 化学清洗
• 4.2.6 膜清洗需要注意的一些问题
• 4.3 膜清洗废水的处理与处置
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论和建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表的论文