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,试验考察原水直接超滤和原水混凝后超滤的过程,混凝后的水样通过橡胶管的真空抽吸,从六联搅拌机中移到超滤杯进行超滤,超滤杯内转子的转速为40 r/ min. 超滤过程保持恒压运行,氮气瓶的压力控制在70 kPa.采用电子天平(Denver TP-2102) 计量出水质量,并连接电脑以记录电子天平数值.超滤过程分为2 个阶段,每个阶段过滤水样200 mL,第1 阶段过滤结束后将膜片用100 mL 超纯水反冲洗,反冲洗完成后继续过滤水样200 mL.。
1. 3 检测方法:DOC 采用有机碳分析仪(Vario TOC) 测定,UV254采用紫外可见分光光度计(UV2600)测定. 测定UV254 和DOC 的水样需要经过0. 45 cm 滤膜过滤.采用透光脉动絮体检测仪(iPDA-100)的絮凝指数(FI)监测絮体的形成和变化过程. 在混凝过程后取样,采用显微镜拍照和image 图像分析软件分析后得到絮体二维分形维数.絮体粒径分布采用Delsa Nano 纳米粒度分析仪(Beckman Coulter) 测定, 测定范围为0. 6 nm ~7 um.膜污染阻力采用固有阻力、膜孔阻力、滤饼层阻力和总阻力来表征. 用超滤杯在过滤水样前过滤100 mL 超纯水来测定膜的固有阻力;水样过滤完成后用超纯水测定膜总阻力;用海绵擦拭掉膜表面滤饼层后用超纯水测定固有阻力和膜孔阻力;滤饼层阻力由总阻力减去固有阻力和膜孔阻力得到. 试验中为了排除固有阻力差异对试验结果的影响,文中所有阻力都除以膜固有阻力.
2 结果与分析
2.1 有机物去除效果:原水的UV254、DOC 值分别为0. 035 cm-1、2. 705 mg/ L,有机物的去除效果如图2、3 所示.
由图2、3 可知,
原水直接超滤时UV254 和DOC 的去除率分别为2. 94%、12. 0%. 原水经过混凝后的UV254和DOC 平均去除率分别为27. 45%、18. 29%,混凝-超滤组合工艺的UV254和DOC 的平均去除率分别为32. 11%、25. 03%. 与直接超滤工艺相比,混凝-超滤组合工艺显著提高了UV254 和DOC 的去除效果.直流混凝- 超滤组合工艺中超滤单元的UV254 和DOC 平均去除率仅分别为6. 34%、8. 30%,可见,组合工艺的UV254和DOC 的去除主要在混凝过程.经过混凝后,超滤膜单元的UV254的平均去除率提高了3. 40%,但DOC 平均去除率降低了3. 70%,说明超滤膜对UV254 和DOC 的去除效果是不同的,这是由于两者代表的有机物种类不同. 从图2、3 可以看出,絮凝反应时间为0 min时,UV254 和DOC 去除率分别为23. 53% 和17. 88%,继续增加絮凝时间,有机物的去除率变化不大;可见,有机物的去除率在混凝的初期就趋于稳定,有机物的去除效果与絮凝时间关系不大. Cho 等考察了絮凝反应时间在20 min ~8 h 之间时UV254 的去除效果,结果表明UV254随着反应时间的延长变化不显著,UV254的去除作用在反应初期就已经完成. 本试验考察了絮凝时间在20 min 以内的有机物去除效果,表明有机物的去除主要取决于混凝初期的混合和凝聚过程,有机物与混凝剂的作用在絮凝反应过程前已经完成,增加絮凝反应时间对有机物的去除没有明显影响.
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