不同超滤组合工艺用于印染废水反渗透前的预处理研究

分别采用混凝—超滤(组合工艺Ⅰ)、生物活性炭(BAC)滤池—超滤(组合工艺Ⅱ)、混凝—BAC滤池—超滤(组合工艺Ⅲ)作为反渗透前的预处理工艺,对印染废水二级生化出水进行处理,考察污染物去除效果,并分析超滤膜性能。结果表明,3种超滤组合工艺的出水浊度0.4NTU,淤泥密度指数(SDI)5,均能达到反渗透进水的要求。组合工艺Ⅲ对COD、真色、UV254、浊度的平均去除率分别为52.94%、49.23%、49.95%、99.53%,均高于组合工艺Ⅰ、Ⅱ。组合工艺Ⅲ的出水SDI和比膜通量均优于组合工艺Ⅰ、Ⅱ。通过超滤膜微观结构和阻力分布分析,发现组合工艺Ⅲ中不可逆的膜污染最轻。组合工艺Ⅲ为印染废水反渗透前的最佳预处理工艺。     

聚硅酸阳离子絮凝剂处理印染废水

以工业废弃物为主要原料,经过同时聚合制备聚硅酸阳离子絮凝剂(PSiC)。实现硅酸缩合自聚、铁铝离子羟化聚合以及硅与铁铝离子聚合同步交互进行。利用PSiC处理印染废水,研究PSiC去除浊度、色度和和UV254的性能,分析其除污染机理。结果表明,PSiC处理印染废水时最佳投放量为80mg/L,此时浊度和色度去除率分别达到50%和90%。废水pH为7、PSiC投加量80mg/L时对印染废水UV254的去除率为65%。pH和投加量过大或过小都会降低PSiC去除UV254的效果。在混凝搅拌初期UV254迅速下降,停止搅拌后又略有所上升。沉淀初期UV254稍有波动,沉降10min后基本趋于稳定。     

臭氧对混凝剂形态及功能的影响

应用Ferron逐时络合比色法,从铝形态分布及其转化的角度,研究了臭氧对聚合氯化铝混凝性能影响并探究其原因。结果表明,预臭氧对聚合氯化铝(PAC)的混凝效果有显著影响。在一定质量浓度范围内(0~3.60mg/L),臭氧浓度越高,水样浊度越高(其UV254(即254nm波长下水样的紫外吸光度值,表征含芳香环结构和共轭双键结构的有机物含量)和溶解性有机碳(DOC)的去除效果较显著)。臭氧对混凝剂水解形态有显著影响。预臭氧后,混凝絮体形成和浊度的去除与铝混凝剂中中等聚合态铝(Alb)的含量有关,Alb的含量越高,浊度去除效果越好。因此,臭氧剂量的增加抑制Alb生成可能是导致浊度升高的一个重要原因。     

序批式工艺制备生物聚合硫酸铁混凝剂

本实验研究了序批式工艺(SBR)制备生物聚合铁混凝剂过程中主要影响因素(接种微生物浓度、起始亚铁离子浓度)对亚铁离子氧化速率的影响。研究结果显示,在受试实验条件内,较高的接种微生物浓度和较低的起始Fe2+浓度有利于Fe2+氧化,Fe2+浓度变化与反应时间呈线性关系;当起始Fe2+浓度为20 g/L,接种细菌浓度约为8×108个/mL时,Fe2+氧化速率最大,最大值可达到0.375 g/(L.h)。在反应过程中生成了少量黄色沉淀,经傅里叶变换红外光谱分析后确定其主要成分为黄钾铁矾。合成的生物聚合硫酸铁经过干化后各项指标均符合《水处理剂聚合硫酸铁》(GB 14591-2006)之规定。对比实验表明,自制生物聚合硫酸铁海水混凝时性能优于实验所选品牌的商业产品。     

混凝-超滤短流程工艺处理北方水库原水

采用混凝-超滤膜短流程工艺对大伙房水库原水进行处理，考察其除污染性能和膜污染情况，并对该短流程工艺参数进行优化。结果表明，当利用超滤膜直接过滤原水时，膜污染较重，并且对污染物质的去除率较低；而采用混凝．超滤短流程工艺时，膜污染得到一定程度上的缓解；当絮凝剂投加量为7mg／L、膜清洗周期为30min时，对浊度、CODMn和UV254的去除率分别为95．61％、40．42％和37．12％，出水水质能够满足生活饮用水卫生标准。     

颗粒物粒径和有机物分子量对超滤膜污染的影响

采用不同孔径和截留分子量的膜对原水进行预过滤,研究不同粒径的颗粒物和不同分子量的有机物对膜污染的影响。结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,原水中浊度、CODMn、DOC和UV254的去除率逐渐提高,超滤膜运行的跨膜压力(TMP)比直接过滤原水时降低;经孔径为1.2μm和0.45μm的膜预过滤后,超滤膜运行的TMP仍上升较快,而经过截留分子量为100 kDa及以下膜预过滤后,膜污染比较缓慢。对膜阻力构成分析的结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,超滤膜运行过程中的表面饼层阻力逐渐减小,堵孔阻力也有明显降低,但预膜滤不能有效降低膜的吸附阻力。超滤膜表面的扫描电镜观察结果表明,经过截留分子量在100 kDa及以下的膜预过滤后,超滤膜表面比较干净,此时的膜过滤阻力主要来源于吸附和堵孔阻力。     

混凝-超滤过程中絮体形态对膜污染的影响

以常规混凝-浸没式中空纤维超滤膜工艺为研究对象,考察了原水中不同混凝剂种类、混凝剂投加量、破碎强度等条件下产生的絮体对膜污染的影响。采用牛血清蛋白、腐殖酸与高岭土人工配制水样。Al Cl_3和PACl作为混凝剂,监测不同条件下絮体粒径、分形维数等絮体结构特性的同时,考察膜通量的变化趋势以及超滤膜的形貌特征。结果表明,通过对混凝剂的投加量加以控制,可以有效地缓解膜污染的程度。在相同投加量和破碎强度下,混凝剂所含的Al_a直接影响着絮体粒径的大小。蛋白质为造成膜污染的主要有机物。当破碎强度越大,滤饼层更疏松,膜污染越轻。     

不同混凝剂处理松花江低温水

东北松花江地区冬季有将近6个月的冰封期,低温季节水源水处理难度大。为了保证东北地区冬季饮用水供应,研究几种混凝剂在处理冬季松花江低温水时的混凝效果。实验结果表明,NPAC1和NPAC2水解产物中具有较高的Alb和Alc成分,拥有较高的电中和、吸附和网捕卷扫性能,高效聚铝铁(PAF)水解产物Fe(OH)3具有比表面积大、吸附架桥作用较强的优点。这3种混凝剂无论是在控制出水浊度还是在对水体有机物去除能力方面均优于目前水厂所使用的PAC和聚合氯化铝铁(水厂PAF);NPAC2的投加量达到50 mg/L时,出水浊度达到最优;当混凝剂投加量达到50 mg/L时,NPAC1的浊度去除率逐渐超过NPAC2,剩余浊度低于3.0 NTU;NPAC1、NPAC2和PAF 3种混凝剂对有机物的去除能力大致相当,当混凝剂投加量为50 mg/L时,这3种混凝剂处理后的水的UV254的值均低于0.06,而水厂使用的2种混凝剂处理后的水的UV254仍高于0.1;结合其对浊度去除的情况,可以判断55 mg/L的投药量为NPAC1的最优投药点,PAF的最佳投药量为65 mg/L;投加适量的粉末活性碳可以有效地提高氨氮的去除率,当粉末活性炭的投加量为30 mg/L时,氨氮的去除率基本达到最大(51.27%)。表面负荷对混凝效果具有重要的影响,合理降低沉淀池的表面负荷对于提高出水水质具有重要作用。     

硅藻土预涂动态膜对海水中有机物的截留及膜污染特性

膜有机污染问题严重制约超滤在海水淡化预处理领域的推广应用。通过硅藻土预涂覆强化超滤膜对海水中有机物的截留,利用三维荧光光谱考察了硅藻土预涂动态膜对海水中典型有机污染物的净化作用,并对比分析了直接超滤和硅藻土预涂动态膜过滤海水过程中膜通量变化及污染特性。结果表明:硅藻土预涂动态膜对海水中DOC和UV254的去除率分别为65.25%和92.68%,较直接超滤分别提高了26.26%和31.10%。通过硅藻土预涂覆能够强化超滤膜对海水中蛋白质类有机物的截留,硅藻土预涂覆后超滤膜纯水通量略有降低。硅藻土在超滤膜表面形成的滤饼层结构避免了膜与有机污染物直接接触,在海水过滤过程中预涂动态膜的膜通量均高于直接超滤。硅藻土预涂动态膜更易清洗,膜通量更易恢复,能够有效减缓超滤膜的不可逆污染。     

3种工艺处理南方某水库水的超滤膜污染

采用3种不同工艺处理南方某水库水,研究了各工艺中超滤单元运行情况和膜污染原因。对于水库原水直接超滤的工艺A,跨膜压差随运行时间的延长持续增长;对于投加混凝剂后的絮凝出水和沉淀出水再进行超滤的工艺B和工艺C,跨膜压差随运行时间的延长增长不显著。对比3种工艺进水/出水基本水质,浊度与无机金属类物质不是导致膜污染的主要因素。三维荧光光谱分析发现水库原水与絮凝和沉淀出水相比,有较高浓度的富里酸和腐殖酸类有机物。ATRFTIR分析表明含C—OH基团的腐殖酸类有机物会在直接过滤水库原水的超滤膜表面累积,是造成超滤膜不可逆污染的主要物质。对于该水库原水,投加混凝剂后不经沉淀的短流程工艺可有效减缓上述有机物造成的膜污染,具有一定的可行性。     

混凝-超滤短流程工艺处理北方水库原水简

采用混凝-超滤膜短流程工艺对大伙房水库原水进行处理，考察其除污染性能和膜污染情况，并对该短流程工艺参数进行优化。结果表明，当利用超滤膜直接过滤原水时，膜污染较重，并且对污染物质的去除率较低；而采用混凝-超滤短流程工艺时，膜污染得到一定程度上的缓解；当絮凝剂投加量为7 mg/L、膜清洗周期为30 min时，对浊度、COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别为95.61%、40.42%和37.12%，出水水质能够满足生活饮用水卫生标准。     

Effect of Pre-ozonation on Optimized Coagulation of a Typical North-China Source Water

Although ozone is widely used as a pre-oxidant before coagulation in water treatment, the effect of pre-ozonation on optimized coagulation for removal of particle and natural organic matter (NOM) is still not fully understood. In this paper, pilot-scale investigation was conducted to examine the impact of pre-ozonation on coagulation for particle and NOM removal. Changes in the particle and NOM distributions were characterized by various methods, including laser light granularity system, particle counter, ultrafiltration, and resin absorbent fractionation. A novel composite flocculant–HPAC was compared with the traditional ferric chloride coagulant in terms of coagulation efficiency under the influence of pre-ozonation. Typical micro-polluted North China surface water was used for pilot coagulation tests. The results show that the effect of pre-ozonation on coagulation is associated with the dosage of ozone, coagulant type, and water contamination characteristics. For FeCl₃, pre-ozonation acts as a coagulation aid at low dosage (1.0 mg L⁻¹ O₃) for turbidity and UV₂₅₄ removal; while at higher dosage (2.0 mg L⁻¹ O₃), pre-ozonation is detrimental to UV₂₅₄ removal although it is still beneficial for turbidity removal. In the case of composite flocculant–HPAC, pre-ozonation demonstrates negligible influence on both turbidity and UV₂₅₄ removal. Ozone can simultaneously aggregate fine particles and break down large ones, making them more mineralized and easier to remove. NOM with intermediate molecular weight and hydrophobic neutral property increases at lower ozone dosage, favoring removal by coagulation. At higher ozone dosages, NOM becomes more hydrophilic and its molecular weight becomes smaller, decreasing NOM removal.     

聚合氯化铝与粉末活性炭联合强化混凝处理垃圾渗滤液

研究了联合粉末活性炭与聚合氯化铝(PAC)强化混凝对垃圾渗滤液原水的处理效果。结果表明,在原水COD为4 100 mg/L、浊度为147 NTU、UV254为20的条件下,粉末活性炭的加入可以有效增加垃圾渗滤液中有机物的去除率,PAC投加量为0.6 g/L时,投加0.6 g/L粉末活性炭,COD的去除率由21.6%提高到29.1%,UV254去除率由29.8%提高到39.9%,剩余浊度由138 NTU降到133 NTU。该强化混凝过程使原水中溶解性小分子有机物的去除率提高显著,PAC投加量为0.6 g/L时,投加0.6 g/L粉末活性炭,在分子量小于1 kDa的范围内,UV254去除率由2.9%上升为10%。     

土壤-纳滤系统处理再生水补充地下水的研究

为充分保障再生水回灌地下时的水质安全、提供高质量地下水资源,在土壤处理系统中嵌入纳滤技术强化对再生水的处理效果,并初步探讨土壤系统作为前处理对纳滤膜污染的控制机理.结果表明,未采用臭氧氧化预处理前,土壤处理对再生水DOC和UV254的平均去除率分别为22%和20%.臭氧氧化对UV254的平均去除率为51%,并将土壤对D...     

Photodecomposition of humic acid and natural organic matter in swamp water using a TiO2-coated ceramic foam filter: Potential for the formation of disinfection byproducts

This paper reports on the photodecomposition of aqueous humic acid (HA) by a TiO₂-coated ceramic foam filter (TCF) reactor and on the potential for the formation of disinfection byproducts (DBPs) upon chlorination of the photocatalytically treated solutions. This photocatalytic reactor can also be applied to the removal of natural organic matter (NOM) in swamp waters. The proposed photocatalytic reaction system was operated as per standardized methodologies. First, the ability of the TCF to decompose HA (a representative compound of NOM) was evaluated from the changes in the total organic carbon (TOC) and UV₂₅₄ with the reaction time. Remarkably, TOC removal and UV₂₅₄ values ranging from 44% to 61% and from 60% to 83%, respectively, were achieved. The potential for the formation of DBPs (total trihalomethane and total haloacetic acid) by chlorination of the phototreated solution was strongly dependent on the TOC removal and UV₂₅₄ values in the solution. The degree of photodecomposition of NOMs in the swamp water samples and the DBP formation potential showed similar trends as in the case of the standard solutions containing HA. The method used in this study could be effectively used to evaluate the efficiency of TCF for reducing HA and NOM, while suppressing the formation of DBP products.     

好氧颗粒污泥自生动态膜生物反应器处理碱减量印染废水

自生动态膜生物反应器(SFDMBR)接种颗粒污泥启动,研究溶解氧浓度和水力停留时间对该反应器处理碱减量印染废水的影响。自生动态膜生物反应器形成稳定的动态膜后,出水浊度小于10 NTU,系统对浊度的去除率在90%以上,溶解氧和水力停留时间对反应器出水浊度基本无影响。系统对废水色度的去除率随着溶解氧浓度的提高和水力停留时间的延长而增加,但是系统对色度的去除效率一般不超过40%。溶解氧浓度由0.3 mg/L逐渐增大至2.4 mg/L,COD的去除率由40%提升至80%,而当溶解氧浓度大于1.0 mg/L后,UV254的去除率达到95%。水力停留时间在8~48 h时,COD去除效率由65%逐渐上升至85%左右;水力停留时间在8~32 h,UV254去除效率为68%~93%,超过32 h后水力停留时间对UV254去除效率的影响已不明显。     

高效聚合氯化铝对超滤膜污染影响的中试研究

针对某水厂以超滤为核心的短流程水处理工艺,在通过聚氯乙烯(PVC)超滤膜之前选择不同投加量(5、10、15和20 mg/L)的高效聚合氯化铝(HPAC)对长江下游原水进行混凝处理。通过跨膜压差(TMP)增长趋势、CODMn的去除率以及混凝后的水质,可知HPAC的最优投加量为15 mg/L。在此投加量下,运用体积排阻色谱法分析原水、膜前水、膜后水中各相对分子质量有机物的变化,可以发现混凝去除有机物的效果要优于超滤截留的。继而将HPAC与另外4种常用混凝剂:硫酸铝(分析纯)、氯化铁(化学纯)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁进行对比,结果表明,在它们各自最优投加量下,HPAC能够更有效地减缓超滤膜TMP的增长率,从而降低膜污染。因此,认为HPAC是与PVC超滤合金膜契合效果最佳的混凝剂。     

混凝沉淀前处理对丙烯酸丁酯废水陶瓷膜过滤膜污染的影响

采用混凝沉淀-双层滤料过滤-陶瓷膜过滤组合工艺去除丙烯酸丁酯废水中浊度物质。结果表明,废水pH值、混凝药剂投加量、混凝沉淀水力条件不仅对丙烯酸丁酯废水混凝沉淀出水和双层滤料过滤单元出水浊度具有重要影响,而且对后续陶瓷膜过滤单元膜污染均具有重要影响。双层滤料过滤出水浊度与陶瓷膜污染阻力具有明显的正相关关系,双层滤料过滤出水浊度越高,陶瓷膜污染阻力越大。废水pH在7.0~10.0范围内、混凝药剂PAC或PAM投加过量、废水流量过高都会造成双层滤料过滤出水浊度偏高,导致陶瓷膜污染严重。