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微滤膜技术在饮用水处理中的应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-08-25 23:52:57 * 浏览: 40
微滤可以有效去除有机物和悬浮固体的小颗粒,但是仅通过微滤就不能去除天然和合成有机物。它需要与其他方法结合。微滤结合凝结和吸附预处理来处理饮用水。人们越来越关注。最常见的方法是添加金属盐凝结剂和粉末活性炭(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少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,絮凝物的尺寸迅速大于膜的孔径,并且不需要长期凝结。凝结后的水可以进入膜分离单元。由于微滤技术可以去除水的浊度和微生物,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破坏性和较长的使用寿命。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截留。为了减少运行和维护成本,这些饮用水厂已采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,有机物去除率在60%至80%之间。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。原水中的小颗粒物和金属离子在PAC层的形成中起着重要作用,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来生产亚微米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。去除速率随着接触时间的延长而增加,但是在超过1分钟之后,去除速率非常缓慢地增加。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器加入混凝剂产生饮用水。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,而且应达到凝结的效果,即,加入凝结剂后颗粒表面的电势接近于零。当电势接近于零时,颗粒之间的排斥力最小,并且颗粒易于团聚。当剂量为1.1mg / L时,膜电阻最小,电势接近零。在线混凝具有许多优点,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,工作流量大于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,可以很好地去除大于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,水通量为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,用于处理地下水,已稳定运行了六个月以上。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