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[硕士论文] 蔡成萍
建筑与土木工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:超滤组合净水工艺不但可以有效减轻膜污染,而且能获得稳定的高品质产水,因此被称为第三代城市绿色净水工艺。最为常用的超滤组合工艺有混凝—超滤、常规处理—超滤和活性炭—超滤等。本文提出了一体化悬浮澄清超滤池,将澄清池与超滤膜结合形成一种新工艺,进一步缩短净水工艺流程,减少占地面积,节省建设费用,克服了澄清池对水质水量适应性差,出水水质不稳定的问题,同时澄清池中活性泥渣层的接触絮凝作用提高对污染物的去除效果,从而降低膜污染,提高产水能力。
  本文对悬浮澄清超滤工艺、混凝沉淀超滤工艺和直接超滤工艺做同步对比试验,对模拟微污染水和冬季低温低浊水进行处理,研究了各超滤组合工艺对微污染水的净化效果及工艺的运行情况,分析了水质变化对组合工艺膜污染的影响,并通过方差分析及相关性分析确定了膜污染的显著影响因素,确定了膜阻力构成及污染类型,探讨了三种不同超滤组合工艺之间的差异性。得出以下试验结论:
  (1)三种超滤组合工艺对浊度的去除效果优异,去除率保持在99%以上;对有机物的去除效果排序为:悬浮澄清超滤工艺>混凝沉淀超滤工艺>直接超滤工艺。三种超滤组合工艺出水CODMn和UV254含量均表现出随进水有机物浓度的增加呈现增加的趋势,但悬浮澄清超滤工艺出水CODMn含量均小于1.5mg/L,小于国家水质标准规定的3mg/L,悬浮澄清池出水UV254含量明显小于其他两种超滤组合工艺;PAN膜超滤工艺对有机物的去除效果优于PVDF膜超滤工艺,但三种超滤组合工艺对氨氮的去除效果均不理想,仅有10%~20%的去除率。
  (2)从三种超滤组合工艺膜污染情况来看,各试验水质中,悬浮澄清超滤工艺的相对通量衰减最为缓慢,而混凝沉淀超滤工艺和直接超滤工艺的通量衰减程度相近,两者差异不明显;相同工艺及操作条件下,PVDF膜通量衰减远大于PAN膜;水质条件变化对各工艺超滤膜的通量影响较大,浊度在一定程度上影响膜通量,表现浊度越高,通量衰减越缓慢的趋势;
  (3)膜污染指数(FI)与浊度之间的关系密切,呈现进水浊度增大,FI减小的趋势。悬浮澄清超滤工艺的PVDF膜和PAN膜FI值与高岭土之间的皮尔逊相关系数分别为-0.826和-0.811,呈负强相关关系。其他两种超滤组合工艺超滤膜FI值与浊度之间也呈负相关,但相关关系不强烈;总阻力大小排序为悬浮澄清超滤工艺<混凝沉淀超滤工艺<直接超滤工艺,PVDF膜超滤工艺中可逆污染阻力为主要过滤阻力,不可逆污染阻力是PAN膜超滤组合工艺的主要过滤阻力。
  (4)低温低浊水质条件下各超滤组合工艺对浊度和有机物的去除能力有所下降,混凝沉淀超滤工艺和直接超滤工艺对有机物的去除能力相近,低温条件能造成更严重的膜污染,膜污染程度大小为:悬浮澄清超滤<混凝沉淀超滤<直接超滤,同种水质条件及同种工艺条件下膜污染指数PAN膜<PVDF膜。
  (5)采用单因子评价法综合比较各超滤组合工艺对污染物的去除能力,悬浮澄清超滤工艺对有机物的去除效果远大于混凝沉淀超滤工艺和直接超滤工艺。同种工艺条件下,PAN膜超滤工艺对污染物的综合处理能力大于PVDF膜超滤工艺;PVDF膜悬浮澄清超滤工艺的产水量最大。超滤组合工艺在低温水质条件下会造成运行成本的增加,费用组成中,药剂费占比最低,膜折旧费用的占比最高。
摘要:文中分析了现行常规城镇给水处理技术的缺陷以及超滤技术的优势.以简单、常规与复杂三种预处理形式综述了超滤技术在我国净水厂中的应用情况,总结了超滤技术在饮用水处理应用中存在的问题,并从膜污染控制与新型超滤技术研究两方面介绍了其研究进展....
摘要:采用一体化悬浮澄清超滤组合工艺,研究组合工艺对以高岭土模拟浊度和腐植酸模拟天然有机物的不同配水水质处理效果,并用比通量和膜污染指数评价膜污染情况.结果表明:组合工艺处理效果稳定,出水浊度稳定小于0.1 NTU,对浊度、CODMn和UV 254的去除率分别能达到99%、62%和40%以上.通过膜污染指数看出,水质条件对膜污染影响显著.当进水腐植酸含量不变时,高岭土浊度越大,比通量衰减越缓慢,膜污染指数越小.从正交试验和相关性分析结果可知浊度是影响膜污染的显著因素,高岭土浊度与膜污染指数之间呈强负相关,表明高岭土浊度的存在,有利于降低腐植酸对膜污染影响,提高膜的耐污染性能....
摘要:黄河刘家峡库水具有低温低浊、水质优良的特点,十分有利于采用超滤给水处理技术提供高品质生活饮用水.用直接超滤与混凝超滤的平行对比试验研究刘家峡库水的处理效果及其膜污染情况.结果表明:两种处理工艺的浊度处理差异很小且效果优良,都恒低于0.2NTU;当混凝剂三氯化铁的投加量为35 mg/L时,混凝超滤对紫外吸光度(UV254)去除率达到了56.25%~80.00%,而直接超滤对UV254的去除率仅为7.84%~27.50%;运行通量趋于稳定时,混凝超滤膜相对通量是直接超滤的1.86倍;混凝过程能有效地降低超滤膜的滤饼层污染与吸附污染;与直接超滤相比,曝气清洗、水力反洗和超声波清洗对混凝超滤所用超滤膜的清洗效果更好....
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