采用浸没式超滤膜处理水厂沉淀池出水的研究

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1、万方数据采用浸没式超滤膜处理水厂沉淀池出水的研究王海燕1陶金成1仲志2孙淑琴2顾平1马利剑2(1天津大学环境科学与工程学院，天津300072；2天津泰达自来水公司，天津300457)摘要研究采用中试规模的浸没式超滤(UF)膜系统处理水厂沉淀池出水，为现有传统水厂的升级改造提供技术依据。试验中考察了UF膜系统对水质的改善情况及不同水质期内有机物的组成特征，结果表明：膜出水浊度≤o．1NTU的保证率在96．5％以上，膜系统对COI)M。和UV25。的平均去除率分别为14．3％和9．oH；不同水质期的沉淀池出水DOC在各相对分子质量区间的分布有较大差别，混凝过程产生的高价离

2、子修饰作用在膜分离池可能被减弱，且预氯化过程对大分子有机物具有氧化作用，这些因素都影响了DOC的去除效果。关键词饮用水处理升级改造浸没式超滤膜混凝相对分子质量分布膜技术应用于给水处理，具有处理效率高，占地面积小和易于自动控制等优点。在各种膜技术中，UF膜的孔径较大，操作压力较低，并且可以有效截留悬浮物、胶体、微生物及高分子物质。目前，国内外许多学者已经开展了UF应用于饮用水处理的研究，并取得了良好的效果[1~4]。本试验主要是研究UF膜系统在现有传统水厂升级改造中应用的可行性，利用膜系统处理水厂沉淀池出水，考察浸没式UF膜系统对出水水质的改善情况及不同水质期有机物的组

3、成特征。1试验装置与方法1．1工艺流程及相关参数本试验在天津市某水厂内进行，利用国外某厂家浸没式UF膜系统进行中试研究，试验装置如图1所示。膜组件形式为帘状浸没式中空纤维UF膜，膜材料为聚偏氟乙烯，公称孔径为0．05肿，总膜面积为256m2，产水能力为3．5～4．0m3／h。试验中根据需要，关闭部分膜组件的出水管，减少膜面积以提高通量。膜分离池的有效容积约为4．2m3。整个装置-Il章进I凼储水罐图1UP"膜系统试验装置136给水排水、r01．36No．112010的运行由可编程序控制器(PLC)控制，全自动运行。水厂原有的主要工艺包括混凝一沉淀一过滤一加氯消毒等，在

4、本试验中，沉淀池出水进入膜系统，膜分离池出水经过加氯后可直接进入清水池。系统采用间歇出水的运行方式，根据经验，每出水8min停止2min。在运行过程中，系统没有进行反冲洗，为了减缓跨膜压力的增长，减少化学清洗频率，膜分离装置内采取连续曝气的运行方式以增加膜表面的剪切力，并且采取了每三天排泥一次排净膜池水的方式，排泥都是当水位在低液位时进行，每次排泥前对膜曝气10min，使膜比通量能有一定程度的恢复。1．2分析项目与方法浊度：浊度仪法，HACH2100AN浊度仪；CoD№：酸性高锰酸钾法；细菌总数：平皿计数法；溶解性有机碳(DOC)：T()C分析仪法，岛津TOC—Vce

5、H；UV25；：分光光度法，水样经过0．45肚m微滤膜过滤，比色皿光程为1cm，普析通用T6紫外／可见分光光度计；相对分子质量分布：UF膜法。2试验结果及讨论试验原水为滦河水，水质分析中将试验期间水质分为三个水质期：2008年8月21日～10月15日为高温高藻期(系统运行47d)；2008年lo月16El～12月15日为正常水质期(系统运行48d)；2008年12月16El"-'-2009年3月12日为低温低浊期(系统运行49d)。万方数据2．1温度和pH的变化原水的温度对水厂原有工艺和膜系统的处理效果都会产生影响，图2为温度随时间的变化情况，整个试验过程中，水温先逐

6、渐下降，随后又缓慢上升。高温高藻期、常温常浊期以及低温低浊期的温度范围分别为17．5"--26．5℃、3．5～18．7℃、1．0～7．0℃，平均值分别为22．9℃、11．2℃、3．3℃。图2水温随时I圃的变化原水pH对水处理系统的运行具有一定的影响，而出水pH关系到饮用者的健康，不同水质期的pH变化情况如表1所示。随着水质期的延续，滦河原水的pH呈现逐渐降低的趋势，而沉淀池出水和膜出水的pH基本不随水质期变化，但沉淀池出水的pH普遍低于滦河原水，膜出水的pH则高于沉淀池出水。沉淀池出水的pH低于滦河原水，是因为向原水中投加的混凝剂FeCl。在水解时会产生H+，从而使p

7、H下降。膜出水的pH高于沉淀池出水，可能是连续曝气对水中的二氧化碳具有吹脱作用，致使pH略有升高。表1不同水质期pH的变化滦河原水沉淀池出水膜出水水质期范围平均值范围平均值范围平均值8．15～7．40～7．71～高温高藻期8．467．547．948．627．748．187．94～7．39～7．90～正常水质期8．227．568．078．467．698．157．78～7．36～7．64～低温低浊期8．037．637．968．437．898．16其他两个水质期的浊度较低。试验数据的统计结果显示，在高温高藻期，原水浊度较高，其平均值为11．96NTU，沉淀