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1 粉末活性炭/超滤组合工艺
粉末活性炭因特殊的多孔隙结构.比表面积大.具有较强的吸附作用.粉末活性炭与超滤膜联用形成深度处理膜工艺.可以把活性炭对低分子有机物的吸附作用和超滤膜对大分子有机物以及细菌等病原微生物的筛分作用很好的结合.弥补超滤膜不能有效去除小分子有机污染物的缺陷.大大提高了有机物的去除率.而且大量研究表明粉末活性炭对膜污染也有一定的延缓作用。
1.1 对水中污染物的去除效果
乔铁军等采用活性炭/超滤组合工艺处理南方微污染原水的研究表明:组合工艺出水浊度一般为0.01—0.03NTU,粒径大于2urn 的颗粒数低于10个/mL,对COD~、UV 和TOC的去除率分别为47%、88%和60% .其中炭吸附起主要作用,分别占39%、86%和57%:总细菌数和异养菌平板计数(HPC)在超滤出水中分别为0—5CFU/mL和0~40CFU/mL.显著提高了微生物安全保障水平。夏圣骥等以松花江水为水源,用粉末活性炭吸附作为超滤的预处理工艺。结果表明:PAC/UF工艺的出水浊度在0.15NTU左右.而且不受进水浊度的影响:原水不经过PAC吸附直接超滤时.膜出水有机物浓度和膜进水有机物浓度存在线性关系;单纯超滤对uV254的平均去除率仅为10%左右.对溶解性有机碳(DOC)的平均去除率在8%左右:加入PAC吸附后对有机物的去除有明显提高.UVz54的平均去除率达63% ,PAC/UF工艺对天然水中有机物的去除特别有效。
超滤膜工艺对水中颗粒物和胶体物质的物理筛分作用完全可以保障出水浑浊度.水中的有机物是消毒副产物的前驱物.由于粉末活性炭能有效地吸附小分子量有机物.因此粉末活性炭/超滤膜工艺能较好去除有机物和消毒副产物。
1.2 投加粉末活性炭对膜通量、膜污染的影响
董秉直等采用粉末活性炭/超滤膜处理微污染原水试验表明:投加PAC能有效地降低膜过滤阻力.提高膜过滤通量减缓膜污染 。孙治荣采用PAC/UF一体化反应器处理微污染水源水的试验表明:在UF反应器中添加PAC.COD 的去除率较未添加时可提高20% 30%左右.系统运行稳定后.膜比通量是不添加PAC时的2倍左右.可有效地延缓膜污染的发生在改善膜通量和防止膜污染方面众多研究表明:投加PAC可以有效地降低膜过滤阻力.提高膜过滤通量.减缓膜污染.PAC对大量小分子污染物的有效吸附去除是膜污染状况改善的重要原因.同时PAC投加量也是至关重要的参数。
2 混凝/超滤组合工艺
混凝工艺通过电性中和、卷扫、吸附架桥等作用可改变原水中悬浮颗粒的尺寸分布.从而增强了对超滤膜不能去除的小颗粒和溶解性污染物的去除作用.混凝还可改变颗粒物的表面电性.使滤饼层不会紧密附着在膜表面 采用混凝作为预处理能够缓解膜污染并改善超滤膜对有机物的去除能力.混凝/超滤膜联用处理饮用水是目前研究最为广泛的技术之一.而且逐渐得到了应用 混凝/超滤组合通常有2种方式:① 将混凝形成的矾花去除后进膜过滤.类似于常规处理/UF:② 不去除矾花直接进膜过滤.即在线混凝(in-Iine coagulation)/UF工艺
2.1 对水中污染物的去除效果
李伟英等采用混凝/超滤膜联用处理长江地表原水的中试试验表明:该工艺浊度去除率达99.9%,对DOC、COD和UV 的去除率分别为44.4% 、21.2%和53.3%,与同期采用常规工艺相比.该工艺水质优且节约2/3混凝剂..黄静等16 2研究了直接超滤、粉末炭/超滤、混凝/超滤3种工艺的除污特性和相应的氯}肖毒效能.结果表明:混凝/超滤能将出水浊度控制在0.1NTU以下.去除率高于99% .能在一定程度上提高对溶解性有机物、氨氮、消毒副产物前体物的去除效果,降低氯消毒副产物生成势.
混凝/超滤组合工艺对浊度及微生物的去除效果在众多研究中都得到肯定.且能够有效提高溶解性有机物的去除率 一般情况下.混凝超滤工艺出水可保持在0.2NTU以下.出水水质稳定.明显优于常规处理工艺
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