低压膜分离技术如何处理净水中的微量有机污染物

北极星环保网讯:1 引言随着水源污染的加剧, 净水厂面临着采用受到微量有机污染的微污染水作为水源水的问题, 同时, 饮用水水质标准的不断提高,  也使净水厂常规处理工艺面临着严峻的挑战.膜分离技术作为新兴的水处理技术, 由于具有处理效率高、占地小、耗药量少等优点,  已成为净水厂常规处理的有效替代工艺之一.当前, 微滤、超滤等低压膜在自来水厂中获得了较为广泛的应用, 并获得了好的出水水质.水厂运行结果表明,  低压膜对浊度有很高的去除率, 对有机物的去除率则相对较低, 但这部分为膜所截留的有机物对膜污染具有较大的影响, 研究表明,  微滤、超滤膜等用于地表水处理饮用水的过程中, 天然有机物是最主要的污染膜的物质.因而, 研究低压膜处理地表水过程中有机物的特性,  进而研究低压膜对有机物的影响具有重要意义.

本研究通过对黄浦江水源水中有机物的分布调查, 明确黄浦江水中有机物的分布特性, 在此基础上, 考察微滤膜过滤对黄浦江水中有机物的影响,  为低压膜技术在微污染水源中的应用提供一定的参考.

2 试验方法

2.1 膜过滤过程

试验水样来自于黄浦江上游原水.采用聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜(东丽, 日本)作为试验用膜, 膜的平均孔径为0.1 μm, 有效过滤面积为75 cm2,  过滤方式采用外压式死端过滤.试验装置如图 1所示, 主要由氮气瓶、进水装置、膜组件、出水装置和化学清洗装置组成.在0.1 MPa的压力下,  高纯氮气将水样压入膜组件中的微滤膜表面, 在外压作用下, 水样由膜表面穿过膜孔进入到膜的内腔, 出水由膜腔流出收集, 完成过滤过程.过滤结束后,  膜进行化学清洗, 采用5000 mg˙L-1的次氯酸钠(有效氯)和1%的草酸溶液各循环反洗2 h, 以恢复膜通量.

2.2 分析方法

有机物分子质量分布的测定采用凝胶色谱法.凝胶色谱仪主要由LC-10AD型泵、SPD-20A紫外检测器、SCL-10A系统控制器以及G2500PWXL型凝胶色谱柱(东曹达,  日本)4部分组成.采用浓度为0.05 mol˙L-1的硫酸钠作为流动相, 流速为0.5 mL˙min-1.

有机物亲疏水性组分的分离主要采用Carroll等描述的方法, 采用DAX-8(Supelite, Supelco)、XAD-4(Amberlite,  Sigma)2种树脂将有机物分成3种组分：强疏水、弱疏水、亲水.

DOC是水样经0.45 μm滤膜过滤后采用TOC仪(Shimadzu, 日本)进行测定, UV254的测定则采用DR5000紫外测定仪(Hach,  美国).

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