地下水除铁除锰－超滤组合工艺的膜污染特性

3种工艺去除总铁变化如图2所示。

由图2可知，原水的总铁含量变化范围为4.25～16.55mg/L，平均含量为8.23mg/L，pH范围为6.70～6.90。工艺1的超滤出水总铁含量范围为0.18～3.68mg/L，平均含量为1.21mg/L，pH范围为6.90～7.05，其中超滤膜的总铁平均去除率为85.30%。工艺2的曝气出水总铁含量范围为2.23～12.59mg/L，平均含量为3.86mg/L，超滤出水总铁含量0.008～0.50mg/L，平均含量为0.13mg/L，pH范围为7.02～7.15，工艺2中的总铁平均去除率为98.42%，其中超滤膜的总铁平均去除率为96.63%。工艺3的砂滤出水总铁含量范围为0.10～0.47mg/L，平均含量为0.27mg/L，超滤出水总铁含量范围为0.01～0.21mg/L，平均含量为0.05mg/L，pH范围为7.12～7.25，工艺3中总铁平均去除率为99.39%，其中超滤膜的总铁平均去除率为81.48%，工艺3出水铁含量可以满足生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的要求，显著提高了除铁效果和工艺稳定性。

原水的亚铁含量变化范围为0.89～12.75mg/L，平均含量为2.90mg/L，工艺1出水及工艺2、工艺3中超滤膜的进出水中均没有二价铁的存在。

综上所述，原水中的铁主要以溶解态的二价铁存在，工艺1  未经过充分曝气，超滤不能有效截留二价铁，使得超滤出水总铁含量很高;在工艺2和工艺3中，由于曝气过程的氧化作用，二价铁被充分氧化为三价铁，并水解形成Fe(OH)3胶体颗粒，超滤膜可以有效截留胶体或颗粒状态的三价铁，使超滤出水的铁含量大幅度降低。在工艺2中曝气出水的总铁含量仅为原水总铁含量的53.10%，主要是由于曝气形成大量Fe(OH)3胶体，其中部分Fe(OH)3胶体在进入膜池前沉淀于恒位水箱内，使得超滤膜截留三价铁的负荷减小，而工艺3中经曝气的原水进入砂滤池进一步去除了三价铁，砂滤出水总铁含量大幅度降低，超滤膜截留三价铁的负荷很小。

2.1.2 除锰效果

3种工艺的除锰变化如图3所示。

由图3可知，原水的总锰含量变化范围为0.76～0.94mg/L，平均含量为0.83mg/L。工艺1的超滤出水总锰含量范围为0.73～0.92mg/L，平均含量为0.79mg/L，超滤膜的总锰平均去除率为4.82%。工艺2的曝气出水总锰含量范围为0.48～0.83mg/L，平均含量为0.64mg/L，超滤出水总锰含量0.34～0.82mg/L，平均含量为0.52mg/L，工艺2的总锰平均去除率为37.35%，其中超滤膜的总锰平均去除率为18.75%。工艺3的砂滤出水总锰含量范围为0.007～0.04mg/L，平均含量为0.02mg/L，超滤出水总锰含量范围为0.004～0.03mg/L，平均含量为0.015mg/L，工艺3的总锰平均去除率为98.19%，其中超滤膜的总锰平均去除率为25.00%，工艺3出水锰含量可以满足GB5749-2006的要求，显著提高了除锰效果和工艺稳定性。

从上述实验结果可以看出，工艺1对总锰没有明显的去除效果;工艺2经过曝气后超滤膜对总锰有一定去除效果，可能是形成的大量颗粒态和胶体态三价铁对锰有一定的凝聚和吸附作用，使得部分二价锰随着三价铁一起被截留去除;工艺3的砂滤出水锰含量已经很低，主要是由于曝气后的含锰地下水经砂滤层过滤，能在砂表面形成具有催化氧化作用的二氧化锰膜，使二价锰被氧化为四价锰而被除去;从实验结果看，超滤仍有一定的截留效果，可见超滤膜对锰也有一定去除作用，应该主要是四价锰。

2.2膜污染

2.2.1跨膜压差变化

工艺系统跨膜压差变化如图4所示。