反渗透和活性炭滤池联用技术处理有机微污染侧渗水

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1、反渗透和活性炭滤池联用技术处理有机微污染侧渗水F.SchoonenbergKegel，B.M.RietmanandA.R.D.Verliefde（祝丹丹译）VitensN.V公司荷兰email：frank.schoonenberg@viters.nl杂志：WaterScienceandTechnology2010年第10期（61卷）IWA出版（郑州市自来水总公司，河南，郑州，450011）摘要：欧洲的饮用水处理行业面临着原水中不断增多的微量有机物污染，本文旨在研究使用反渗透和活性炭滤池组合工艺处理这些有机微污染物的水厂的运行效果，共研究了47种有机污染物的总去除率。结

2、果表明，在反渗透膜试验中，大多数微污染有机物的去除率都很高，某些污染物的去除率则较低（一些极性小分子例如亚硝基二甲胺、草甘膦、疏水的苯乙烯类物质）。在反渗透与活性炭过滤联合作用下，除了非常小的极性分子NDMA（亚硝基二甲胺）和1,4-二氧杂环乙烷外，几乎所有的微污染有机物都有很高的去除率。反渗透和活性炭过滤可以相互补充，组合应用可以去除微污染有机物中的绝大部分。根据实验可以得到结论，EnegelseWerk水厂的处理工艺流程足够保障饮用水的水质。关键词：活性炭、微污染有机物、河床滤池（河床侧渗）、反渗透引言欧洲的饮用水处理行业面临着原水被不断增多的微量有机物污染的问题

3、。地表水被杀虫剂、环境激素、人工合成药物等多种有机物污染,此外还存在其他可能的污染物质，例如燃料添加剂MTBE（甲基叔丁醚）或者强致癌物NDMA（亚硝基二甲胺）。地下水也会被污染，但是地下水中污染物质的种类通常要少一些。一般而言，这些物质往往是微量存在于水中的。在饮用水处理中，对这些污染物的去除效果还是让人满意的，但是长期饮用这种痕量污染物质对人体健康的影响尚未明确。纳滤和反渗透技术经常被用于微污染有机物的深度处理。在一些运行实例中，痕量的有机污染物可以在纳滤/反渗透装置的透过水中被检测到，说明了痕量有机物通过纳滤和反渗透处理后是不能被完全去除的。研究表明，检测到的可

4、以穿透反渗透膜的有机污染物通常是疏水的（非极性）物质，因为这些有机污染物易于被膜吸收，所以更容易被截留在膜中，促使膜的穿透性增加，从而导致低的截留率（Verliefde等，2008、2009）。活性炭滤池（ACF）吸附技术可以优先去除原水中的疏水有机物质（吸附作用是由活性炭和物质之间的范德华力决定的）。因此，反渗透和活性炭滤池的作用可以互补，结合起来使用应该能够很大程度的去除新出现的微污染有机物，包括所有的疏水溶质。本研究的目的是评价饮用水厂EngelesWerk水厂（Ducth自来水公司）的运行效果，即去除水源将来可能出现的有机污染物的能力。较为认可的处理观念是利用

5、部分反渗透处理，结合活性炭滤池处理。EngelesWerk水厂建于荷兰兹沃勒市，该市水源主要由33%的地下水和67%的艾塞尔河（莱茵河的支流）河床侧渗水组成。在不久的将来，侧渗河水的量将会增加至80%。EngelesWerk水厂的深度处理组合工艺流程见图1，原水曝气后，通过两道联合的气水反冲快滤池去除粒径较大的颗粒、离子、铵盐。预处理后的水一部分进入了反渗透装置，最终的处理工艺是活性炭滤池，处理反渗透出水和其余部分的水。地表水河床侧渗预处理反渗透活性炭滤池50%50%图1EngelesWerk水厂工艺流程图本文主要研究了反渗透-活性炭滤池组合工艺对多种微污染有机物的总

6、去除率，对所选择的多种有机物质与反渗透膜和活性炭之间所有可能发生的物理化学作用进行了全面的研究。反渗透试验使用的是4种不同的商业用反渗透膜（4英寸螺旋结构），选择处理效果最好的膜规格，在活性炭过滤试验中，相同的有机物被加入活性炭滤柱中。通过对预测模型的计算得到反渗透对有机物的去除率，该预测模型基于有机物分子的结构建立，也可以用于评价新处理工艺运行效果。1材料和方法1.1过滤装置和方法反渗透试验进水是EngelesWerk水厂经过预处理后的水样，活性炭试验处理的水样中，有一部分是反渗透出水。4英寸单螺旋式反渗透试验的膜元件和过滤装置见图2所示。进水来自一个600L的不锈

7、钢容器，有机物被投加进一个压力容器中，由计量泵投加入4040-单一膜元件。过膜压力利用浓缩液中的针型阀控制，跨膜压差由一个精密的压力表测量。实验组件的吸附作用可以排除，因为在没有安装膜组件时，观察到在水的内部循环时溶质没有明显的损失。所有的试验都是用单独批处理的水样在循环模式下进行的，渗透流和浓缩回用水都流入一个贮水箱中。冷却系统使用连接冷却液的不锈钢冷却盘管用来保持进水温度的恒定。反渗透装置的跨膜流速恒定为0.2m/s，相应的进水流速为1500L/h，浓差极化系数为1.07。回收率大约维持在10%。渗透流量和温度分别设定为20L/（m2·h）和（2