膜化学强化反冲洗中副产物的生成及变化规律分析

对混凝-超滤工艺在线化学强化反冲洗(chemically enhanced blackwash,CEB)过程中产生的副产物进行了分析,建立和优化了高效液相色谱质谱法(HPLC-MS/MS)测定反冲洗副产物中卤乙酸的分析方法.方法采用Zobax Plus Eclipse C8色谱柱,流速0.3 m L/min,进样量10μL,R2均在99.9%以上,最小检出限为0.08μg/L.在此基础上监测了CEB后24 h卤乙酸浓度的变化规律.结果表明:CEB过程中有清洗副产物卤乙酸的生成,且随着膜过滤出水时间的延长,大部分卤乙酸浓度逐渐降低.其中三氯乙酸生成量最高;其次为三溴乙酸.另外二溴乙酸浓度随时间无明显变化;二氯乙酸、三溴乙酸、一氯一溴乙酸和一氯二溴乙酸分别会在16、17、18、19 h达到浓度动态平衡.

化学强化反冲洗参数调控对副产物生成影响分析

在线化学强化反冲洗(CEB)可以有效减缓膜污染、恢复膜过滤性能,但在清洗过程中会产生化学强化反冲洗副产物(CEBBPs),影响膜出水水质。基于此,在考察CEB技术调控中反洗时间和反洗周期对膜清洗效果影响的同时,也对膜过滤出水中CEBBPs生成与变化进行了研究。结果表明:反洗时间的增加和反洗周期的缩减都会促进CEBBPs的生成,而跨膜压差增长速率却会降低;另外,产水量随着反洗时间的增加而呈下降趋势,随着反洗周期的延长而增大。通过数据分析,最佳反洗时间和反洗周期分别为4 min和120 min;在此参数下,跨膜压差增长速率为0.068k Pa/h,膜产水量是无清洗模式下产水量的93.5%。

化学强化反冲洗对超滤组合工艺的膜特性影响

化学清洗是解决膜污染的有效手段,但是化学强化在线清洗对膜运行的影响和对膜污染的缓解机理有待进一步研究。采用臭氧/硫酸铝/超滤(Ozone/Al/UF)和臭氧/活性炭/超滤(Ozone/PAC/UF)组合工艺对实施预处理过程和化学强化反冲洗(CEB)后超滤膜系统的响应情况进行考察,研究膜表面性质的变化情况,从而解析不同组合工艺对膜污染的影响机理。两种组合工艺相较于单纯的超滤工艺在有机物去除率方面有明显提高。臭氧预氧化降低了膜表面接触角和膜粗糙度,使膜过滤性能得到改善。组合工艺系统经过CEB后,跨膜压差增长速率均有明显降低,同时膜接触角和膜粗糙度下降,说明CEB可以有效缓解膜污染,提高膜过滤性能。

化学强化水力反冲洗缓解藻源膜污染机制及优化研究

藻类爆发期间,常规水力反冲洗难以控制超滤膜污染,导致跨膜压差(TMP)快速增加和膜通量大幅下降,严重影响超滤净水厂的稳定运行。采用化学清洗和化学浸泡清洗虽可暂时控制水力不可逆膜污染,降低TMP;但连续运行中水力不可逆膜污染将再次快速(7~14d)形成,TMP增长到40~50kPa,需频繁采用化学清洗或化学浸泡清洗以控制膜污染。提出的化学强化水力反冲洗措施采用低剂量多频次清洗模式,对水力不可逆膜污染具有持续缓解作用。同时,对比了次氯酸钠(NaClO)、氯化钠(NaCl)以及NaClO+柠檬酸3种强化水力反冲洗措施对膜污染的控制作用,结果表明NaClO对膜污染的控制效果最佳,NaCl次之,投加柠檬酸反而会降低NaClO对水力不可逆膜污染的控制效用。中试研究表明采用NaClO强化水力反冲洗,超滤膜长期运行其TMP可保持稳定(水力不可逆膜阻力增长速率约为0kPa/d)。此外,相比于化学清洗和化学浸泡清洗,化学强化水力反冲洗兼具操作简单、易于自动化控制、药剂消耗少、无需停机清洗、反冲洗废水中药剂浓度低等优点,有助于推动超滤技术在处理含藻水方面的发展和应用。

新型超滤系统的除污染效能及膜污染控制中试研究

构建了一种新型的超滤系统,利用运行膜组产水作为反冲洗膜组供水,取消了反冲洗水泵及反冲洗水箱,简化了超滤反冲洗系统;研究了NaCl反冲洗和NaClO反冲洗等强化水力反冲洗措施的膜污染控制效果。研究结果表明,不同膜通量条件下新型超滤中试系统具有极佳的除浊效能,对COD_(Mn)、DOC和UV_(254)等有机物均有一定的去除效果。提高膜通量可使跨膜压差增长速率增加,膜比通量下降速率加快,不可逆膜污染程度更加严重。腐殖酸类物质造成的是可逆膜污染,可通过常规水力反冲洗进行有效控制;蛋白质类有机物是造成不可逆膜污染的主要原因,采用NaCl反冲洗或NaClO反冲洗均可不同程度减轻蛋白质类有机物造成的不可逆膜污染,NaClO反冲洗可更有效地洗脱大分子溶解性蛋白质类物质。与常规反冲洗相比,NaCl反冲洗和NaClO反冲洗可以更有效地洗脱相对分子质量小于1 000和大于100 000的DOC。