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。     

铋改性沸石粉强化超滤膜性能的研究

为进一步提高超滤工艺对废水深度处理效果、减缓超滤膜污染,研究提出铋改性沸石粉强化超滤(Bi-Z-UF),并对铋改性沸石粉投加量、粒径和反冲洗频率进行优化以获得高效的强化效果。结果表明:(1)相比直接超滤和天然沸石粉强化超滤,Bi-Z-UF更能有效减缓膜通量下降速率,经过3个过滤周期,膜反冲洗后几乎能恢复到初始膜通量。(2)Bi-Z-UF对污水处理厂二级出水中COD、254nm处吸光度(UV_(254))和TN的去除率最高分别可达26%、23%和16%。(3)铋改性增加了沸石的吸附活性中心,在超滤膜表面形成了疏松有孔的"保护层",能减少污染物与超滤膜直接接触,有利于减缓膜通量下降速率,并促进对污染物的吸附、截留与去除,强化了超滤膜性能。     

微絮凝/超滤组合工艺处理实际印染废水

选择微生物絮凝剂(MBF)作为絮凝剂,采用微絮凝/超滤组合工艺处理实际印染废水,开展微絮凝的影响因素、正交实验及超滤处理过程的运行参数等方面研究。结果表明:(1)微絮凝的最佳运行条件为MBF与CaCl2质量比1∶32、MBF投加量30mg/L、pH=7.5、絮凝时间20min。正交实验表明,4种因素对微絮凝工艺的影响顺序依次为MBF投加量CaCl2投加量pH絮凝时间。添加MBF进行微絮凝预处理可显著提高后续超滤工艺中膜渗透通量,而且对超滤膜的寿命影响小。(2)超滤的最佳运行条件为运行压力0.12 MPa、运行周期18min、回收率83%、交替"运行-反洗"方式。(3)在微絮凝/超滤组合工艺最佳运行条件下,实际印染废水中COD由2 782.50mg/L降低至109.39mg/L,综合COD去除率达到96.07%。     

PAC/AC吸附对超滤膜去除再生水中有机物影响

研究了粉状活性炭(PAC)和活性焦(AC)吸附对超滤膜(UF)去除再生水中有机物的效能及其对膜污染的影响。结果表明,PAC和AC吸附预处理可有效改善超滤膜出水水质,投量为40 mg/L时,PAC和AC单独吸附对DOC去除率分别为40.2%和32.6%,超滤出水DOC去除率则由直接膜滤时的21.4%提高至47.2%。UF对大于10 k Da的大分子有机物有较好的截留能力,PAC较AC对中小分子有机物的吸附效果更好。三维荧光(3D-EEM)分析显示,原水中溶解性微生物代谢产物和腐殖质类有机物所占比重较大;直接UF对溶解性微生物代谢产物的去除能力较好,投加PAC和AC促进了紫外腐殖酸和类腐殖酸类有机物去除,紫外腐殖酸EEM峰值分别下降51.7%和48.8%,类腐殖酸EEM峰值下降63.0%和59.9%。投加PAC和AC并经0.45μm膜预过滤可提高超滤膜通量,其在过滤周期内的下降率由直接膜滤时的27.6%分别降至23.5%和24.4%。AC较PAC更为经济,AC-UF可替代PAC-UF作为经济可行的再生水深度净化工艺。     

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。     

粉末活性炭-超滤组合工艺对二级出水中污染物的去除及膜污染机制研究

采用粉末活性炭(PAC)-超滤(UF)组合工艺处理污水处理厂二级出水,探讨不同PAC投加量下PAC-UF组合工艺对溶解性有机物(DOC)及抗生素抗性基因(ARGs)的去除效果,分析PAC对UF膜污染的缓解机制。结果表明,与直接UF相比,PAC-UF组合工艺可有效降低出水DOC和ARGs含量;水中4种ARGs与微生物含量、整合子intI1、DOC浓度间呈显著相关关系,说明去除上述指标有助于削减不同类型ARGs;PAC可吸附水中小分子量有机物,提高膜比通量,改善UF膜的反冲洗效果,PAC投加量为20mg/L时效果最好;PAC投加量增加可使滤饼层变得致密,使UF膜的不可逆污染阻力下降,但总污染阻力增加;直接UF与PAC-UF组合工艺的膜污染主导机制均为滤饼层污染,其中PAC-UF组合工艺受滤饼层污染机制影响更大。综合考虑污染物去除及膜污染缓解效果,采用低投加量(20mg/L)的PAC-UF组合工艺处理二级出水最为适宜。     

硅藻土强化混凝去除微污染原水中的有机物

研究了联用硅藻土与聚合氯化铝（PAC）强化混凝对有机微污染原水中不同性质溶解性有机物的去除效果。采用超滤膜和XAD系列树脂对微污染原水中溶解性有机物进行分级表征,物理分级表明分子量〈4 kD的溶解性有机物占50%以上,化学分级表明原水中以憎水酸（HoA）和亲水物质（HiM）为主。硅藻土助凝去除溶解性有机物,实验结果表明,当PAC投加量30 mg/L,硅藻土投加量0.5 g/L时,溶解性有机碳去除率由22.5%提高到26.3%。     

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。     

微絮凝直接过滤-超滤组合工艺深度处理印染废水

采用微絮凝直接过滤作为超滤的预处理工艺,对印染废水二级出水进行深度处理。考察了微絮凝直接过滤一超滤组合工艺处理效果和不同预处理方式砂滤、微絮凝、微絮凝直接过滤对超滤膜污染影响。实验结果表明,微絮凝直接过滤-超滤组合工艺对浊度、色度和COD平均去除率为99．2％、87％和56％;出水水质能满足《城市杂用水水质标准》（GB／T18920—2002）;与其他预处理方式相比,微絮凝直接过滤能大大地减轻超滤膜的负荷,延缓膜的污染,微絮凝直接过滤是一较优预处理工艺。由于采用变孔隙滤料,该系统具有用药量省的优点。     

混凝剂品种对混凝-超滤联合工艺膜污染的影响

本实验以工业化学合成聚合硫酸铁混凝剂和自制生物聚合硫酸铁为例,考察了铁系混凝剂品种对地表水浊度、TOC和UV254的去除效果,混凝剂品种对混凝-超滤联合工艺处理地表水过程中超滤膜污染的影响。混凝实验结果表明,在10 mg/L(以Fe3+计)最佳投加量下,两类混凝剂对浊度、TOC和UV254的去除率基本相同。超滤膜污染实验结果表明,生物聚合铁预处理水样通量衰减速度略大于化学聚合铁预处理水样;膜污染阻力分析结果显示,随着循环次数的增加,工业化学合成聚合铁预处理水样造成的不可逆污染阻力逐渐增加,而生物聚合铁预处理水样造成的不可逆污染阻力却略有下降;膜污染机理分析表明,2组过滤过程的膜污染类型基本相似,由最初的膜孔堵塞过渡到最终的滤饼层污染。SEM分析表明,生物聚合铁预处理水样的膜污染较为严重。     

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。     

活化粉煤灰改性壳聚糖絮凝除藻的研究

将活化后的粉煤灰滤液对壳聚糖进行改性,研究其絮凝除藻性能.实验表明,改性后的壳聚糖除藻性能优良,较少的用量(0.5 mL)可去除接近90%的藻.而分泌可溶性的胞外有机物(EOM)会优先争夺絮凝剂--壳聚糖,导致其投加量增加.适当增加改性壳聚糖投加量可以使藻絮体密实,增强抗水流冲击能力,由此展开改性壳聚糖投加量与絮凝除藻的动力学研究.最后,测定了絮凝上清液的藻光合活性,发现投加改性壳聚糖后有效降低了藻光合活性,防止水华二次爆发.     

絮凝强化磷酸铵镁沉淀法对垃圾渗滤液中氨氮的去除特性研究

磷酸铵镁(MAP)沉淀法是处理高浓度氨氮废水的一种有效方法,采用絮凝强化MAP沉淀法,以期提高垃圾渗滤液处理的脱氮效果。考察了不同絮凝剂种类、投加方式及投加量对脱氮效果的影响。结果表明:在进行MAP沉淀前投加絮凝剂聚合氯化铝(PAC),投加量为40mg/L时,总有机碳(TOC)和氨氮的去除率分别达到91.55%和86.94%。同时,为了探究PAC对MAP沉淀法处理垃圾渗滤液的强化作用,对不同处理前后的垃圾渗滤液进行了三维荧光分析,发现MAP沉淀处理对垃圾渗滤液的类腐殖酸物质去除效果更好。通过实验发现,随着腐殖酸浓度逐渐增加,MAP沉淀法氨氮去除率会逐步降低。当腐殖酸投加量为1.0g/L时,氨氮去除率为20.44%,Mg~(2+)升高到262.32mg/L。通过傅立叶红外分析,发现垃圾渗滤液中的有机物官能团种类繁多,而经絮凝(投加PAC)强化MAP沉淀法处理后含羧基、苯环=CH和芳环=CH官能团的有机物减少。因此,垃圾渗滤液中类腐殖酸物质影响了MAP沉淀法的处理效果,而絮凝可以通过降低渗滤液中类腐殖酸物质浓度而提高MAP沉淀法处理氨氮的效果。     

基于超滤膜技术的DMF废液预处理

为去除合成革废液中悬浮物质,降低精馏回收能耗,采用超滤膜技术(UF)对合成革行业DMF(二甲基甲酰胺)废液进行预处理研究。结果表明,经聚酰胺膜、聚偏氟乙烯膜、聚偏氟乙烯耐压膜、聚醚砜膜或聚丙烯膜(PP)处理后废液浊度都能从600 NTU降到1 NTU左右。结合膜通量变化情况及成本分析,PP膜组件较优。对比不同条件下PP膜通量变化情况及恢复情况,PP膜运行压力宜选用0.1 MPa,运行时宜选择较大膜表面流速,反冲洗宜采用滤出DMF澄清液,化学清洗宜选用次氯酸钠溶液(0.1%)。适当增加反冲洗频率(每小时反冲1 min)能减缓膜通量的下降程度,此时通量恢复率能达到95.8%。水力冲洗能去除膜表面绝大部分有机物,但仍有少许的污染物质附着在膜的表面及膜孔中。     

浸没式超滤膜处理再生水过程中的膜污染与化学清洗

以超滤膜处理再生水过程为对象,对膜污染的主要有机物、污染膜的清洗效果以及清洗前后表观形态的变化进行了分析,了解膜污染物的主要有机物。结果表明,污染物会在PVDF超滤膜表面不断累积,形成滤饼层。同时污染物能够进入膜孔内部,在外截面层造成严重的堵塞,导致通量下降,污染严重。随着运行时间的增加,膜表面污染程度越来越严重,化学清洗对污染物的去除效果有限。利用体积排阻色谱、三维荧光光谱和红外光谱等手段对洗脱液进行分析发现,蛋白类有机物是造成超滤膜污染的主要有机物。     

新型铁镁复合絮凝剂的制备及其处理印染废水的实验研究

制备了新型铁镁复合絮凝剂(PFMS)并应用于印染废水处理,考察了投药量、溶液pH、沉降时间等因素对絮凝效果的影响;同时,与其他常规市售絮凝剂进行了对比实验.结果表明,PFMS能有效去除污染物,在最佳投药量时,COD和色度去除率可分别达到69%和86%;PFMS处理印染废水的絮凝效果好于常规市售絮凝剂;在低投药量下,PF...     

改性膨润土联合混凝剂处理微污染水中有机物

采用十二烷基多糖苷季铵盐作为改性剂制备改性膨润土,研究了改性膨润土联合混凝剂去除有机物的效果,考察了有机改性剂用量、微波辐射功率、辐射时间、膨润土投加量、pH值对有机物去除效果的影响,探讨了改性膨润土的改性和去除机理。结果表明,经微波改性后,实现了十二烷基多糖苷季铵盐阳离子对膨润土的插层,增大了层间距,提高了膨润土的吸附性能。联合混凝剂投加改性膨润土能够改善絮凝性能,显著提高有机物的去除效果。在最佳条件下,改性膨润土与PAC联合后的强化混凝,对初始浓度15.3 mg/L的微污染水中有机物的去除率达到95%以上,吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

微波辅助絮凝处理养猪场废水实验研究

通过在养猪场废水中加入絮凝剂和助凝剂,并采用微波辐射的方法,研究了微波辅助絮凝对养猪场废水的前处理效果,考察了单一絮凝、单一微波和絮凝微波联用3种条件下对COD和NH+4-N的去除效果。结果表明,硫酸亚铁是较为合适的絮凝剂,当投加量为50mg/L时,COD和NH+4-N的去除率分别为23.5%和25.1%;投加助凝剂对提高絮凝效果有一定的作用,但并不明显;敏化剂投加量为5g/L、微波辐射时间为30s的条件下,COD和NH+4-N的去除率分别可达到48.4%和25.2%;和单一絮凝、单一微波相比,絮凝微波联用对养猪场废水COD和NH+4-N的去除率提高不是很明显,建议工程中不必联用。     

煤化工废水零排放系统反渗透过程的水质变化特征

反渗透(RO)系统的稳定运行是煤化工厂废水实现零排放的关键。以我国北方某煤化工厂废水零排放(ZLD)系统为对象,重点分析多级RO过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征,明确关键有机物的组成,并评价ZLD系统的运行特征与效能。结果表明,预处理可有效降低废水硬度,其他离子与污染物主要在RO阶段去除。废水中DOM主要以芳香蛋白类物质、腐殖质类物质和微生物代谢产物(SMP)类物质为主。预处理阶段对SiO₂的混凝去除效果较差(25.40%),RO进水SiO₂浓度较高,两级RO过程和高效反渗透段(HERO)对SiO₂的浓缩倍数分别为5.36/3.83,存在较高的膜面Si污染潜势。中水RO阶段有效截留腐殖质类和蛋白质类物质,而浓水RO阶段对色氨酸和SMP的去除效果较差。硅与有机物污染是RO过程的主要问题,因此,需强化预处理阶段有机物和硅的去除、优化药剂投加策略,加强对DOM和微生物的控制,进而实现系统运行效能的提升并减缓膜污染。     

响应曲面法优化强化混凝工艺处理微污染水

为进一步提高微污染水中氨氮、有机物去除效果,采用响应曲面法对强化混凝工艺处理微污染水的影响因素和去除效果进行研究,实验以混凝剂投加量、助凝剂投加量和助凝剂投加点为影响因素,浊度、氨氮和COD去除效果为响应值,利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,得到二次响应曲面模型,各因素间的交互作用对响应值的影响以及优化水平值。模型优化结果显示,强化混凝处理微污染水的最佳工艺条件为:PAFC投加量17.80 mg·L~(-1),PAM投加量0.39 mg·L~(-1),PAM于快速搅拌结束投加,此时浊度、氨氮、COD的去除率分别为68.03%、10.92%和30.2%,最终通过模型的验证证明了响应曲面法用于优化强化混凝工艺处理微污染水的可行性和有效性。