超滤工艺运行参数优化研究

针对超滤工艺处理中运河水的运行参数开展中试,优化过滤周期、膜通量、化学增强反洗加药量及清洗周期4个运行参数,考察不同运行条件对出水水质的影响及膜污染控制效果,从而确定超滤工艺稳定运行的参数。结果表明,超滤系统在60~80 LMH的膜通量、30~60 min的过滤周期能稳定运行;250~500 ppm的反洗加药量能保证不同进水条件下的清洗效果;清洗周期为7 d时超滤系统仍能稳定运行;运行参数调整对产水水质无显著影响。

用于饮用水处理的商品纳滤膜理化特性与过滤性能研究

针对市政给水领域纳滤工程科学选膜的需求,对18种市售商品纳滤膜进行了理化性质表征与过滤性能评测。结果表明,纳滤膜的纯水渗透系数大多为10~20 LMH/bar;全芳香族与半芳香族聚酰胺膜在形貌结构、官能团组成、表面亲水性与孔径分布方面差异显著。处理天然水时,所有纳滤膜对有机物截留率均高于70%;全芳香族聚酰胺膜大多具有高脱盐率(>90%);半芳香族聚酰胺膜的脱盐率基本在20%~60%,对硬度离子截留率的差异较大。对于苦咸地下水处理等高脱盐需求的应用场景,应选用全芳香族聚酰胺膜;针对去除有机物、保留无机盐的净水需求,建议选用截留相对分子质量为330 Da左右的半芳香族聚酰胺膜。

膜污染表征技术研究进展

膜法水处理技术应用日益广泛,然而膜污染是降低膜通量、缩短膜寿命期限的主要原因之一。膜污染表征技术的开发有助于深入了解膜污染过程,为研究膜污染机理和膜污染控制策略提供依据。膜污染表征技术复杂多样,研究者在选择合适方法时存在一定困惑。文章以研究目的为分类依据,将现有膜污染表征技术划分为污染层可视化、污染物识别、污染过程分析3种类型,分别总结了每种膜污染表征技术的研究进展和不足,对膜污染表征的未来研究方向提出了展望和建议。

高锰酸钾-活性炭-陶瓷膜组合工艺净水效能

采用浸没式平板陶瓷膜,在恒定通量为120L/(m^(2)·h)的条件下过滤腐殖酸、牛血清蛋白和海藻酸钠3种模型有机污染物配水,探究了高锰酸钾预氧化、活性炭吸附与联用工艺预处理方式对水中DOC和模型污染物荧光区域积分标准体积的去除效果以及对膜污染相关指标(比跨膜压差、膜污染指数、膜过滤阻力等)的改善效果.研究结果表明高锰酸钾-活性炭-陶瓷膜组合工艺对3种模型污染物的去除效果最好,对腐殖酸、牛血清蛋白和海藻酸钠的去除率分别为50.9%、61.0%和94.2%.在膜污染控制方面,高锰酸钾-活性炭联用预处理相较于单独高锰酸钾预氧化、活性炭吸附预处理,对陶瓷膜的膜污染控制效率更高,过滤腐殖酸、牛血清蛋白和海藻酸钠配水时的膜污染速率分别为13.0%、28.0%和4.5%.其中高锰酸钾-活性炭联用预处理能有效缓解陶瓷膜过滤牛血清蛋白和海藻酸钠配水时的膜可逆污染,可逆污染阻力下降率分别为20.5%和21.4%,因而能更好地控制膜污染.

磺酸基改性聚酰胺薄层复合膜的研究进展

近年来,聚酰胺薄层复合(TFC)膜已被广泛应用于各种水处理领域,进一步改善膜的渗透分离性能及抗污染能力具有重要意义。磺酸基团具有良好的亲水性和电负性,已通过多种方法用于聚酰胺膜的改性,可实现膜性能的显著提升。文中回顾了近年来关于磺酸基改性聚酰胺膜的研究进展,将改性途径分为掺杂界面聚合、直接界面聚合和界面聚合后修饰,分别阐述了磺酸基改性膜的效果及机制,比较分析了不同改性方法的特点,并对未来的研究方向提出了展望。

纳滤膜去除水中砷的研究

通过配置含砷水在室温进行纳滤膜过滤,把膜出水和浓缩水同时回流到原水箱循环,水中砷浓度通过硼氢化钾还原原子荧光分光光度法测定.探讨了砷的形态、膜进水砷浓度、水中有机物浓度、无机物浓度、水的pH值等对除砷效果的影响.结果表明:纳滤膜对五价砷(As(Ⅴ))的去除率很高,一般大于90%,且明显大于对三价砷(As(Ⅲ))的去除.随着进膜水As(Ⅲ)浓度的升高,纳滤膜对其去除率下降.水的pH值影响纳滤膜对砷的去除,pH值越高,纳滤膜对砷的去除率越高.

粉末活性炭-超滤膜工艺净化松花江水

为了研究超滤(UF)技术对地表水的处理效果,建造了一座120吨/天的中试规模的膜处理水厂.以松花江水为水源,用粉末活性炭(PAC)吸附作为超滤的预处理工艺,组成了PAC-UF系统.结果表明:PAC-UF工艺的出水浊度在0.15NTU左右,而且不受进水浊度的影响;原水不经过PAC吸附直接超滤时,膜出水有机物浓度和膜进水有机物浓度存在线性关系;UF对UV254的平均去除率在10%左右,对溶解性有机碳(DOC)的平均去除率在8%左右;加入PAC吸附后对有机物的去除有明显提高.

混凝／超滤去除地表水中颗粒特性

为考察混凝/超滤组合工艺对水质较差的地表水处理效果,以松花江哈尔滨段水为水源,建造一座120m3/d的超滤膜中试水厂,进行生产饮用水的试验研究.采用浊度仪和颗粒计数器等研究混凝/超滤组合工艺对水中悬浮物、颗粒和胶体的去除行为.结果表明,超滤膜出水浑浊度非常低,并且不受进膜水浑浊度的影响;对于地表水,颗粒粒径大于7μm的颗粒几乎被完全去除,而对水中总颗粒数(粒径2～750μm)能有3个数量级的去除.对于难处理的北方低温低浊水,超滤膜能保证较好的水处理效果.

超滤膜净化水库水试验研究

用中空纤维超滤膜处理哈尔滨附近B水库水,以替代混凝、沉淀、砂滤的传统自来水生产方法,研究生产饮用水的新工艺.研究了原水温度、浊度、操作压力和混凝剂的加入量对膜通量的影响.研究发现超滤膜通量与膜进水浊度的对数成反比,跨膜压力增大、适当加入混凝剂,膜通量增加.超滤出水和传统工艺的出水进行了比较,超滤膜出水浊度小于0.2 NTU,明显好于传统工艺的出水浊度.对超滤处理后的出水水质进行了全分析,超滤对铁、铝、锰、色度、好氧量、总有机碳等均有较好的处理效果,完全满足饮用水水质的标准.

正渗透膜有机污染的实验研究

选择海藻酸钠、牛血清白蛋白和单宁酸作特征污染物,研究了错流过滤的正渗透膜系统处理水中有机物时,通量的变化和污染物在正渗透膜沉积的关系,在没有有机物的空白实验中,初始的水通量为8.42 L/(m2·h),所有的通量都除以初始通量来进行标准化。结果表明,不同污染物对通量的影响差别很大,海藻酸钠的加入极大地影响了通量的变化,然而牛血清白蛋白和单宁酸对通量的影响非常轻微。实验还通过扫描式电子显微镜和傅立叶红外光谱仪对污染后的正渗透膜进行了表征,在膜表面发现了大量的海藻酸钠,说明其引起的膜污染很严重,相比之下,牛血清白蛋白和单宁酸的污染却很不明显。同时对污染后的正渗透膜进行了洗脱,测量了洗脱液的总有机碳(TOC),结果相同。

超滤膜处理水库水研究

超滤膜过滤哈尔滨附近B水库水研究显示,超滤膜通量下降受膜进水浊度影响很大。利用混凝作为超滤的预处理能提高膜通量,并且能减缓膜通量的下降,混凝/超滤工艺所需混凝剂量比自来水厂常规工艺少,并且出水水质好。对于B水库水质量分数0.1%的柠檬酸溶液是较好的膜清洗剂。

超滤膜净化松花江水数学建模

目的建模预测超滤膜净化松花江水膜通量,为工程设计提供参考.方法用中空纤维超滤膜处理松花江水,生产饮用水,研究对比膜进水浊度、操作压力、温度等对膜通量的影响并建立数学模型来预测膜通量.结果超滤膜通量随着膜进水的温度降低而降低,且与原水浊度的对数成反比,增加膜操作压力会提高膜通量,并构建了预测膜通量的数学表达式.结论对于不同的操作压力、温度和膜进水浊度等,该模型能较好地预测膜通量,其对净水工艺设计膜面积的确定、水泵动力的选择等对提高膜通量有较高的参考价值.

浅谈《水工艺设备基础》课堂教学改革与探索

依据培养目标,探讨了《水工艺设备基础》课堂教学改革,强调优化课程体系、加强实践教学、改革教学方法、丰富教学手段以提高课程教学质量。

水合二氧化锰界面特性及其除污染效能

研究了水合二氧化锰(δMnO2)的界面特性及其吸附性能.考察了δMnO2的比表面积、粒径分布、表面官能团及ζ电位;探讨了δMnO2对水中亚砷酸盐及腐殖酸的吸附去除效能.结果表明:δMnO2的比表面积为117.4m2·g-1,体积平均粒径为0.11μm;δMnO2表面具有丰富的表面羟基(Mn-OH);随着pH值由1.9升高至10.7,δMnO2的ζ电位由+22.7mV降低至53.5mV,其零电荷点在pH3.0附近.δMnO2对亚砷酸盐(As(III))及腐殖酸(HA)均表现出优良的吸附去除效能,其单位δMnO2质量的最大吸附量分别为137μgAs(III)·mg-1δMnO2和1.01mgTOC·mg-1δMnO2.亚砷酸盐与腐殖酸共存时,腐殖酸的存在使得亚砷酸盐的去除率下降10%—28%;而亚砷酸盐对腐殖酸的去除无明显影响.

高锰酸钾强化三氯化铁共沉降法去除亚砷酸盐的效能与机理

研究了不同水质条件下KMnO4强化FeCl3 共沉降去除亚砷酸盐 [As(Ⅲ ) ]的效能与机理 .考察了pH值、天然有机物(NOM )等因素对As去除效能的影响 .结果表明 ,投加KMnO4显著提高了FeCl3 共沉降除砷 (FCP)工艺对As(Ⅲ )的去除效能 .随着Fe(Ⅲ )投量由 2 0mg/L增大到 8 0mg/L ,对于FCP工艺 ,As去除率由 4 1 3%提高到 75 4 %;而对于KMnO4 FeCl3共沉降除砷 (POFCP)工艺 ,As去除率则由 6 1 2 %提高至 99 3%.FCP及POFCP工艺对As的去除率均随着pH值的升高而升高 ;与FCP工艺比较 ,pH值对POFCP工艺除As效果影响较小 ;NOM降低了FCP工艺对As的去除率 ,而对POFCP工艺无明显影响 .KMnO4的氧化作用是强化As(Ⅲ )去除效能的主要因素 ,而KMnO4的还原产物水合MnO2 (s)对As(Ⅲ )也具有一定的去除能力 .POFCP工艺是强化去除水中As(Ⅲ ) ,以保障安全饮用水供给的有效方法 .

SPE/LC/MS/MS检测水中痕量二甲基亚硝胺

二甲基亚硝胺(NDMA)是水处理领域新近发现的一种氯化消毒副产物,确定了采用LC/MS/MS方法分析NDMA的色谱条件和饮用水中痕量NDMA的固相萃取浓缩方法。试验表明,采用ESI源的LC/MS/MS检测方法可有效检出小分子NDMA,通过优化梯度洗脱可获得良好的分离效果,仪器最低检测浓度可达到1μg/L;使用粉末活性炭作为固相萃取小柱吸附剂,在浓缩500倍的条件下,NDMA回收率可达81%～108%,方法检出限为2ng/L。该方法检测浓度水平低、精度高、操作简单,完全可满足水中痕量NDMA的分析要求。应用该方法测得管网末端自来水样的NDMA浓度为78.93ng/L,其浓度远高于发达国家报道的数值。

水专项对给排水工程本科教育的促进作用

国家目前为了应对水污染而提出了属于国家重大科技专项的水体污染控制与治理科技重大专项,这个专项对于缓解当今水污染情况有着积极意义。本文另辟蹊径,就其对于水处理方面本科生的教学做出分析,指出其对于给排水专业的本科生的教学、实验和实习方面的影响。

饮用水中典型氯化消毒副产物生成模型的研究进展

对自由氯及氯胺消毒技术产生的典型卤代消毒副产物三卤甲烷和卤乙酸生成机理与模型进行了综述,并同时对其它消毒副产物3-氯-4(二氯甲基)-5-羟基-2(5H)-呋喃酮(MX)以及二甲基亚硝胺(NDMA)的生成速率和影响因素做了详细介绍。探索消毒副产物的产生与常规水质指标间的关系,建立与之对应的生成模型,可有效指导水厂工艺的运行,从而有效降低消毒副产物在出厂水中的含量。

DON的水处理特性及生成NDMA潜能的分析

对微污染黄浦江原水和深度处理工艺出水中DON浓度的变化、控制方法及其消毒副产物—二甲基亚硝胺（NDMA）的生成潜能进行了调查和分析。研究发现，原水中的DON为0.13-0.21mg／L，约占DOC的3.1％-3.9％，占TDN的3.7％-7.5％，同时与温度变化呈现负相关性。与DOC相似，常规处理工艺对DON的去除率维持在20％左右，增加混凝剂投量对DON的控制效果不明显，而臭氧／生物活性炭深度处理工艺对DON的去除率可达60％。不同单元的处理出水经培养后，其NDMA生成潜能均较高（80.1-101.7ng／L），且对NDMA生成潜能的去除率远小于对DON的。

用混凝-超滤法处理低温低浊水

考察了采用混凝-超滤法处理低温低浊时期松花江水的中试试验效果，并与水厂常规处理水质进行了比较．试验结果表明：混凝-超滤法出水浊度恒低于0．3NTU；投加20mg／L聚合氯化铝，超滤膜对CODMn去除率达到50％～58％，膜出水色度为6～8度；此外，投加混凝剂可以使膜渗透性能得以改善．因此混凝-超滤法可以作为低温低浊水处理的有效方法．