微滤膜技术在饮用水处理中的应用

微滤可以有效去除有机物和悬浮固体的小颗粒，但是天然和合成有机物不能仅通过微滤来去除。它需要与其他方法结合。微滤与混凝和吸附预处理相结合来处理饮用水人们越来越受到关注。最常见的方法是添加金属盐凝结剂和粉末状活性炭（PAC）。混凝和吸附作为微滤的预处理不仅可以增加膜通量，而且可以减少天然有机物（NOM）。获得高质量的废水还可以减缓膜污染并延长清洁周期。凝结预处理所需的反应时间非常短。添加凝结剂后，絮凝物的大小迅速大于膜的孔径，因此无需长时间凝结。凝结处理后的水可以进入膜分离单元。由于微滤技术可以去除水中的浊度和微生物，因此日本于1990年代中期开始大规模应用它。陶瓷膜具有很高的抗损坏性，使用寿命长。日本已经建立了30多个用于生产饮用水的末端陶瓷膜过滤系统，生产能力为3,400m3 / d。为了提高可溶性污染物的去除率，采用活性炭和膜技术结合催化氧化技术去除可溶性污染物。添加活性炭还可以改善过滤性能并保持系统的稳定运行。研究表明，粒径为1μm的PAC比普通的PAC（粒径为10μm）具有更强的吸附能力。为了达到相同的UV254去除效果，只需要普通PAC的1/3。催化氧化可有效去除可溶性锰离子，并且氧化产物被陶瓷膜保留。为了减少运行和维护成本，这些饮用水厂都使用聚铝进行混凝预处理，以提高膜过滤性能。 PAC的添加量从10mg / L增加到50mg / L，过滤性能逐渐提高。即使减少聚铝的用量，也可以保持稳定的过滤性能。当PAC用量为50mg / L时，由于台风的影响，进水的浊度增加到60NTU，但不影响过滤性能。赵鹏等。使用两个PAC与微滤技术相结合来处理河水，在两个反应器中保持较高的废水通量，达到167L / m2·h。实验表明，可以高通量使用不同粒径的PAC。它具有良好的有机物去除率。反应器中的PAC浓度高达20g / L，有机物去除率为60％至80％。通过分析膜表面的PAC污染层，发现吸附的金属离子比吸附的有机物起更大的作用。原水中的细小颗粒物和金属离子在PAC层的形成中起重要作用，因为带正电的胶体和金属离子进入PAC颗粒之间的间隙并中和了表面上带负电的PAC。因为大粒径PAC具有较大的间隙和小的比表面积，所以在相同通量下，具有大粒径PAC的反应器比小粒径PAC更易污染。当使用PAC作为吸附剂时，如果接触时间太短，则PAC不能充分发挥其吸附作用。因此，应确保有效的接触时间以提高吸附效率。 PAC的性能也可以得到改善，即通过粉碎普通PAC制备亚微米PAC（直径在0.8至0.6μm之间），并在微滤处理饮用水之前用作吸附剂。测试表明，亚颗粒PAC非常快地吸附NOM，并且具有比普通PAC更高的吸附能力。不同的接触时间对NOM的去除有不同的影响。去除速率随接触时间的延长而增加，但超过1分钟后，去除速率缓慢增加。使用亚微米PAC不仅可以缩短接触时间，而且可以节省75％的凝结剂。韩国的Jeong-ikOh等。研究微滤结合在线快速搅拌或添加凝结剂以产生饮用水。当混凝剂（多铝）的用量为0.0mg / L，0.9mg / L，1.1mg / L，1.3mg / L和2.2mg / L时，分析了膜阻力的变化，发现混凝剂为添加前后粒径分布均无变化，均在8至20μm之间。用于治疗效果的凝结剂的剂量不仅应使膜的阻力最小化，还应使凝结效果，即加入凝结剂后颗粒表面的电势接近于零。当电势接近零时，粒子之间的排斥力最小，并且粒子易于聚集。当剂量为1.1 mg / L时，膜电阻最小，电位接近零。在线凝结具有许多优点，包括减少剂量，缩短反应时间，减少能量消耗和减少水头损失。新型的聚偏二氟乙烯（PVDF）中空纤维膜具有出水质量高，去除率高，物理强度高，化学稳定性高的特点。膜孔径为0.05μm，可有效去除病原体。在TMP为0.05MPa且温度为25°C时，纯水通量高达1000L / m2·h。 PVDF中空纤维膜具有很强的抗氧化性，可用于饮用水生产，工作通量大于83L / m2·h。通量为42〜208L / m2·h时，PVDF中空纤维膜的TMP非常稳定，出水水质良好。但是，当压力为12MPa或100％伸长率时，膜将被破坏。日本的大中型水厂主要使用两种新型膜。一种类型是孔径为2μm的大孔微滤膜，可以去除大于2μm的颗粒，也可以去除病原菌。 MP为0.01 MPa，通量为208L / m2·h，隐孢子虫的去除超过六个数量级。另一种是PVDF中空纤维膜，其孔径为0.03至0.1μm，具有良好的机械和化学性能，通量大。大口径微滤膜无需化学清洗即可连续运行六个月以上，TMP小于0.004MPa，出水流量为150L / m2·h。实验中使用了两种具有不同孔径的PVDF膜。膜A的孔径为0.1μm，TMP小于0.08MPa，废水通量为125L / m2·h。它已经稳定运行了六个多月。膜B的孔径为0.05μm，TMP小于0.08MPa，通量为104L / m2·h，用于处理地表水，已经稳定运行了五个多月。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器