粉末活性炭—超滤在给水中的应用
【摘要】：由于水源受到污染,传统的常规工艺已难以满足日益严格的饮用水水质标准,寻求新的饮用水处理工艺已成为给水领域最重要的研究课题。随着膜材料工业发展,以及因超滤对浑浊度、病毒等颗粒物的良好去除效果而受到关注。超滤膜被誉为21世纪的水处理技术,是替代传统饮用水处理工艺的最佳选择之一。由于超滤膜截留分子量较大,去除原水中溶解性有机物的效果较低。为了提高膜处理去除有机物的效果,采取超滤膜与粉末活性炭组合技术。
本课题主要研究粉末活性炭-超滤组合工艺在给水中的应用,用组合工艺处理东莞市东江水务集团第二水厂沉淀池出水。本试验着重考察不同运行工况下,粉末活性炭-超滤组合工艺对水中污染物的去除效果。还考察了不同工况条件对膜污染的影响及不同化学药洗对膜污染的去除。所得主要结论如下:
1)超滤膜去除浊度的效果很好,出水浊度一直稳定在0.10NTU以下,且不受进水浊度的影响。是否投加PAC或投加PAC后运行工况的改变,对去除浊度的影响都很小;
2)超滤膜本身对UV254和CODMn的去除率不大,去除率均低于30%。投加PAC可以增加超滤膜对UV254和CODMn的去除率,且随着PAC投加量的增加,曝气量的增大,反洗周期的缩短,其去除率也提高了;
3)超滤过程也伴随着膜污染。投加PAC可以延缓膜污染,并且PAC投加量越大,膜污染的进程越缓慢。膜污染程度还与运行工况有关。系统曝气量越大,反洗越频繁越能延缓膜污染。过滤通量越大,膜污染越快;
4)单纯的物理清洗不能清除膜污染,随着超滤的进行,当膜污染达到一定程度后,要对超滤膜进行化学药洗。NaClO对膜的清洗效果相对最好,说明水中造成膜污染的物质主要是有机物;
5)使用相同浓度的NaClO溶液,浸泡超滤膜2h就能够有效去除其中的有机物。以相同的浸泡时间,在一定浓度下,NaClO溶液浓度越大、去除有机物的效果越好,但是过高浓度的NaClO溶液会对超滤膜造成损伤;
6)污染超滤膜经水洗及化学清洗后,TMP基本都可以恢复到初始值,说明试验所用超滤膜具有良好的抗污染性能,PAC-UF工艺能够长期稳定运行。
【关键词】：粉末活性炭 超滤 膜污染 通量 运行工况 【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 第1章 绪论12-36
- 1.1 课题背景12-19
- 1.1.1 解决城市饮用水安全问题12-14
- 1.1.2 课题实施的必要性和紧迫性14-16
- 1.1.3 科技支撑需求及差距分析16-19
- 1.2 饮用水源污染的危害19-22
- 1.2.1 有机污染物的危害19-20
- 1.2.2 无机污染物的危害20-21
- 1.2.3 微生物的危害21
- 1.2.4 饮用水污染对人类社会的影响21-22
- 1.3 生活饮用水水质标准的提高22
- 1.4 饮用水处理工艺的发展22-24
- 1.4.1 第一代净水工艺23
- 1.4.2 第二代净水工艺23
- 1.4.3 第三代净水工艺23-24
- 1.5 膜分离技术在水处理中的发展状况24-33
- 1.5.1 膜技术简介24-26
- 1.5.2 超滤技术介绍26-31
- 1.5.3 超滤膜与其它技术的组合31-33
- 1.6 粉末活性炭-超滤（PAC-UF）组合工艺33-34
- 1.7 本课题的研究目的与内容34-35
- 1.8 本课题创新点35-36
- 第2章 试验概况36-39
- 2.1 超滤膜组件及试验设备36-38
- 2.1.1 中空纤维膜36
- 2.1.2 膜组件36
- 2.1.3 可移动微型超滤试验台36-38
- 2.2 原水水质特点38
- 2.3 水质指标及分析方法38-39
- 2.3.1 感官及物理性指标的检测38
- 2.3.2 有机物和无机物指标的检测38-39
- 第3章 炭浓度影响PAC-UF 工艺的试验研究39-47
- 3.1 试验装置和试验方法39-41
- 3.1.1 试验装置和膜组件39-40
- 3.1.2 原水水质特点40
- 3.1.3 水质指标分析方法40-41
- 3.2 试验结果与分析41-46
- 3.2.1 组合工艺对污染物去除效果分析41-43
- 3.2.2 组合工艺对膜污染的影响43-46
- 3.3 本章小结46-47
- 第4章 曝气方式影响PAC-UF 工艺的试验研究47-53
- 4.1 试验装置和试验方法47-48
- 4.1.1 试验装置和膜组件47
- 4.1.2 原水水质特点47
- 4.1.3 水质指标分析方法47-48
- 4.2 试验结果与分析48-52
- 4.2.1 组合工艺对污染物去除效果分析48-51
- 4.2.2 组合工艺对跨膜压差的影响51-52
- 4.3 本章小结52-53
- 第5章 曝气量影响PAC-UF 工艺的试验研究53-60
- 5.1 试验装置和试验方法53-54
- 5.1.1 试验装置和膜组件53
- 5.1.2 原水水质特点53
- 5.1.3 水质指标分析方法53-54
- 5.2 试验结果与分析54-58
- 5.2.1 组合工艺对污染物去除效果分析54-57
- 5.2.2 组合工艺对跨膜压差的影响57-58
- 5.3 本章小结58-60
- 第6章 反洗周期影响PAC-UF 工艺的试验研究60-66
- 6.1 试验装置和试验方法60-61
- 6.1.1 试验装置和膜组件60
- 6.1.2 原水水质特点60
- 6.1.3 水质指标分析方法60-61
- 6.2 试验结果与分析61-65
- 6.2.1 组合工艺对污染物去除效果分析61-64
- 6.2.2 组合工艺对跨膜压差的影响64-65
- 6.3 本章小结65-66
- 第7章 膜通量影响PAC-UF 工艺的试验研究66-73
- 7.1 试验装置和试验方法66-67
- 7.1.1 试验装置和膜组件66
- 7.1.2 原水水质特点66
- 7.1.3 水质指标分析方法66-67
- 7.2 试验结果与分析67-72
- 7.2.1 组合工艺对污染物去除效果分析67-72
- 7.2.2 组合工艺对跨膜压差影响的试验研究72
- 7.3 本章小结72-73
- 第8章 化学药洗去除膜污染的试验研究73-78
- 8.1 试验装置73-74
- 8.1.1 试验装置和膜组件73-74
- 8.1.2 原水水质特点74
- 8.2 膜清洗效果对比试验研究74-77
- 8.2.1 药洗时间的试验研究74-75
- 8.2.2 药洗浓度的试验研究75-76
- 8.2.3 药洗顺序的试验研究76-77
- 8.3 本章小结77-78
- 第9章 结论与建议78-79
- 9.1 结论78
- 9.2 建议78-79
- 参考文献79-83
- 个人简历83
- 攻读硕士学位期间发表的论文83
- 攻读硕士学位期间参加的科研项目83-84
- 致谢84-85
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