超滤技术在饮用水处理中的应用

在世界上许多国家建立了大型微滤/超滤饮用水厂。最近，新加坡已成功建成一个中试规模为273,000立方米/日的饮用水厂，并于2003年10月开始运营。未来设计的水产量将达到48万立方米/日。操作方式为凝固预处理，然后以铝盐为凝结剂进入超滤系统，超滤膜为分子量为500的ZENON膜，总膜面积为160,000 m2。几个月的运行表明，该处理工艺具有稳定的出水流量和优异的出水水质，对溶解的有机物具有良好的去除效果。该系统最显着的特点是它不使用水泵通过差异虹吸水。另一个显着特点是该系统结构紧凑，占地面积仅为2500平方米，相当于每平方米190立方米/天的面积生产能力。各国在控制DBPs和微生物污染指标方面越来越严格。 2003年10月，韩国在首尔建成了一座中试规模的超滤膜饮用水厂，处理能力为500立方米/日。它由三部分组成：预处理，超滤和后处理，连续运行4个月。该实验在最低温度和一年中最高的藻类浓度下进行。随着藻类浓度的增加，TMP增加，并且加入22mg / L的聚铝用于预处理。虽然操作时间短，但获得了可靠性。证实。韩国的Hee-kyong Oh等人。通过150d试验研究评估了PAC-UF混合系统在地表水处理中的性能[9]。在PAC-UF混合系统中，浊度去除率超过99.6％，出水浊度小于0.5NTU，优于饮用水标准。原水DOC为3.08 mg / L，当出水DOC为1.00 mg / L时，最佳DOC用量为10.2~19.4 mg / L.在PAC-UF混合系统中，当反应器中的PAC稳定在20mg / L时，DOC去除率增加到38％，UV254去除率超过51％。在跑步96d中，只有水被反洗。操作4天后，助焊剂减少到初始通量的50％。在运行10天时，通量严重降低至初始通量的30％。用空气和水反洗显着降低了通量衰减率，并且在22天时，通量变为初始通量的29％。在PAC-UF混合系统中，与空气和水的组合反洗可以有效地冲洗积聚在膜表面上的PAC并降低PAC层的电阻。当助焊剂减少到初始助焊剂的41％时，进行化学清洗。只有水回洗才能增加5％的通量，如果再加上空气和水的反洗，助焊剂可以恢复到9％，初始通量恢复到50％，酸洗非常有效。物理清洗和酸洗后，助焊剂可以恢复到碱洗后初始焊剂的86％。仍有一些污染物和残留的PAC导致不可逆的污染。韩国的Chung-Hwan Kim等人。通过300 m3 / d超滤系统处理河水，研究反应器处理和运行特性。系统工作流量为42L / m2·h，连续运行10个月，出水浊度小于0.001NTU，去除率大于99.9％。然而，系统对UV254，TOC，锰和硅的去除很小，表明超滤可以完全去除颗粒物质，但不能去除溶解的有机物和无机物。通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析膜表面上的污染物表明铁是主要污染物并且浓度高并且只能通过化学清洁除去。污染的膜可以用2％的硝酸和2％的草酸洗涤，以完全恢复通量，而膜组件和100 mg / L次氯酸钠管的定期消毒不会有助于回流。当TMP达到0.18MPa时，用硝酸和苏打水进行化学清洗可以恢复通量降低65％，然后用草酸洗涤。清洁时间加倍，通量可以完全恢复。德国的Dipl-IngAndreLerch等。用凝固超滤处理地表水。几组对比实验表明，在较高的pH值下，当聚铝的量较少时，通量最大。发现絮凝物尺寸随温度升高，铁盐絮凝物颗粒大于铝盐絮状物和PAC。韩国Seong-YongMoon等。采用混凝结合超滤膜技术处理河水。凝结剂是硫酸铝，聚铝和氯化铁。结果表明，氯化铁是最好的混凝剂。饮用水的味道和气味与水的硬度和浊度相同，这是人类疾病的重要原因。 30％至50％的疾病是由饮用水中的气味和气味引起的。法国ABruchet等。提议使用膜技术去除导致味道和气味的化合物。实验采用超滤，超滤和PAC结合，纳滤和低压反渗透，结果表明超滤膜结合PAC（量40 mg / L）对去除味道和气味非常有效。挪威Torove Leiknes等。使用臭氧结合的生物膜 - 膜过滤技术生产饮用水，该饮用水生长在圆盘超滤膜上以形成生物过滤器。挪威饮用水源的特点是NOM含量高，碱度低，浊度低。这种技术可以从饮用水中去除NOM。实验设计通量为20L / m2·h，TMP保持在0.0147~0.049MPa范围内。测试表明臭氧可以有效去除NOM引起的色度。臭氧结合的生物过滤技术可以生物降解NOM并在同一反应器中分离悬浮固体和胶体。在操作过程中，必须在膜表面保持一定的生物膜，以确保NOM的生物降解，并控制膜污垢和出水水质。因此，保持适当的生物量和活性可以实现良好的生物降解性并且没有膜污染。 。控制膜污染的方法如下：盘膜以低速连续旋转，膜表面通过旋转产生的剪切力周期性地清洁，海绵在旋转时进行化学清洗，并且生长速度小。还必须控制膜盘上的生物膜。 。通过增加旋转速度以产生周期性剪切力的清洁方法对于控制膜污染不是非常有效。在旋转膜盘的同时用小海绵清洁膜是有效的。清洁周期为一周，清洁时间为10-15分钟。 。饮用水资源中的无机污染物越来越受到人们的关注，因为它们对人体健康极为有害。这些化合物在水中具有高溶解度并且完全不含，因此它们具有良好的化学稳定性。阴离子污染物是硝酸盐，亚硝酸盐，高氯酸盐，溴酸盐和砷酸盐。由于它们对人类具有致癌性或其他危害，饮用水标准中这些污染物的允许浓度非常低。在几μg/ L到几mg / L之间。生物转化是一种有前途的技术，可以有效和经济地从水中去除阴离子。大量细菌可以将阴离子降解为对人体无害的产品。生物技术主要由固定床反应器和膜生物反应器组成。它们的共同点是在反应器中保持高微生物浓度，以实现水力停留时间和微生物停留时间的分离。与固定床反应器不同，膜生物由于反应器被微生物膜完全除去，因此可以防止微生物处理后的流出物被污染。 Genolehman等。在美国，研究了使用中试规模的新型膜生物膜反应器去除高氯酸盐和其他污染物，将地下水中的高氯酸盐降至4μg/ L以下，去除率为96％。为了保持系统性能，定期使用空气反冲洗和酸洗。膜生物膜反应器还可以减少其他无机和有机污染物。剑桥能源研究协会麦克风过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器