给水处理全流程工艺超滤中试运行效果评价

建立了膜性能评价体系,包括实验室检测与现场中试两大部分。通过现场中试研究,考察超滤膜系统对水质的提升效果,探究给水工艺应用超滤膜技术的必要性,结合跨膜压差、膜污染成分分析以及超滤膜一般性能表征,分析超滤膜抗污染能力以及超滤膜长期运行的稳定性。研究结果表明,全流程工艺增加超滤单元可以进一步提升供水水质;膜孔径分布不均将导致跨膜压差增幅较大,抗污染能力较弱;超滤膜长期运行后,膜亲水性将有所降低,但膜机械强度变化不明显。

基于CFD和RSM的全效膜元件进水流道优化研究

采用计算流体力学(CFD)与响应曲面法(RSM)耦合的方法,对比了全效膜流道与传统进水流道在水力学性能上的差异,探究了进水流道几何参数和进口流量对水力学性能的影响,并基于多目标遗传算法模型实现了优化.结果表明,CFD模拟能够很好地模拟和预测流道内的水力学行为.在操作条件相同的情况下,全效膜流道虽然相比传统进水流道的进出口压降差提高了32%,流场均匀性下降了37%,但平均流速提高了79%,壁面剪切力提高了93%,有效减小了浓差极化效应和膜污染速率.流道进口开度的增加能有效增强流场的均匀性并降低进出口压降差,但也会引起流道内平均流速和回收率的下降.优化结果表明,增加流道进口开度的同时适当提高进口流速可以有效提高全效膜流道的水力学性能.在实际应用中,可以根据优化目标计算并选取合适的优化方案.

家用反渗透膜元件包覆材料挥发酚的析出研究

探讨家用反渗透膜元件传统包覆材料和新型硅橡胶包覆材料在不同浸泡条件下和在长期运行条件下对其挥发酚类析出含量的影响。结果表明,传统包覆材料聚氯乙烯胶带浸泡液挥发酚类含量超标严重,浸泡液pH对挥发酚类析出量有一定的影响,浸泡温度对挥发酚类析出量影响较大,随着浸泡温度的升高,其析出量急剧增加,特别是当温度高于25℃时。聚丙烯胶带和新型硅橡胶包覆材料在不同浸泡条件下均无挥发酚类物质析出。在长期运行过程中普通膜元件持续析出挥发酚类物质,并随着总产水量的增加而减少,而全效膜元件在全程运行过程中无挥发酚类物质析出。与传统家用反渗透膜元件的包覆材料相比,新型硅橡胶包覆材料的卫生安全性更高。

预臭氧和预氯化在北方典型水质条件下的强化常规作用分析

针对北方夏季高温高藻、冬季低温低浊的水源水质特点,以北方某水厂为例,通过分析水厂18个月运行数据及现场中试研究,评估了预臭氧和预氯化强化常规处理工艺的实际应用效果,对比了预臭氧和预氯化强化过滤的差异。结果表明,该水厂采用预臭氧强化常规工艺结合适当调整混凝剂投量的调节方式,可有效应对原水水质特点,有助于提升滤后水质,保障供水安全。预臭氧和预氯化都具有强化常规净水工艺的作用,但两种预氧化方式具有不同的适宜条件,夏季高温高藻期,预臭氧的强化作用优于预氯化,此时建议采用预臭氧工艺改善出水水质;冬季低温低浊期,预臭氧和预氯化的强化作用没有明显差别,此时建议改用预氯化工艺降低净水成本。预臭氧和预氯化对滤层生物膜的形成影响不同,预臭氧有利于滤层生物膜的形成,这是导致预臭氧条件下滤池水头损失增长较快的主要原因之一,而预氯化后水中仍有较高余氯量,可用于解决滤池生物膜过多而导致的水头损失增长过快的问题。

机械絮凝与折板絮凝冬季运行对比分析

为对比折板絮凝与机械絮凝对低温低浊水的处理效果,特选取黄河下游两个原水水质与混合工段相似的水厂。基于颗粒物粒径分布与浊度分析,表明相较于折板絮凝,机械絮凝可以为絮体的成长提供良好的水力条件,各级絮凝段颗粒物密度系数A和颗粒物粒径分布系数β均低于相应折板絮凝工段,大粒径颗粒物占比明显提高,出水中1μm以上颗粒物平均粒径为6.5μm,高于折板絮凝出水颗粒物平均粒径3.1μm。此外,经相同烧杯沉淀后,机械絮凝与折板絮凝出水浊度分别为(1.1±0.2)NTU与(2±0.3)NTU。研究结果表明机械絮凝在降低浊度和CODMn等方面,效果优于折板絮凝,为水厂运行优化及水质提标提供理论和实践基础。

疏松型纳滤膜对饮用水中无机阳离子的截留特性及分离选择性

选用典型疏松型纳滤膜NF270对离子强度为1.5~24 mmol·L^-1的3种无机盐(MgCl2、CaCl2、NaCl)的单一盐溶液、混合盐溶液(MgCl2/CaCl2+NaCl)及某地下水进行纳滤实验,解析该膜在不同离子环境中的阳离子截留特性,并考察Ca^2+/Mg^2+在膜表面的吸附及对膜表面电荷的屏蔽作用对静电效应和盐离子截留率的影响.结果表明,NF270膜表面负电荷密度较高,对Ca^2+和Mg^2+都具有较强的吸附效应.NF270过滤相同离子强度的3种单一盐溶液时(特别是离子强度为1.5~6 mmol·L^-1),道南效应较为显著,限定性离子Cl-发挥了重要作用,截留率关系为NaCl>MgCl2≈CaCl2.混合盐溶液中,Ca^2+/Mg^2+显著降低了膜表面电势的绝对值,在道南效应、空间位阻效应和介电效应的综合作用下,Ca^2+/Mg^2+在反离子竞争中占据优势,截留率关系为Ca^2+/Mg^2+>Na^+.地下水中同样存在反离子竞争效应,且由于SO4^2-的存在,提高了各反离子的截留率.