超滤组合工艺处理北江水特性的中试研究

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1、硕士学位论文超滤组合工艺处理北江水特性的中试研究PILOTSTUDYONTHEULTRAFILTRATIONCOMBINEDPROCESSFORTREATINGBEIJIANGRIVERWATER耿婷婷哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU991.2学校代码：10213国际图书分类号：628.1密级：公开工学硕士学位论文超滤组合工艺处理北江水特性的中试研究硕士研究生：耿婷婷导师：田家宇副教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991

2、.2U.D.C:628.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPILOTSTUDYONTHEULTRAFILTRATIONCOMBINEDPROCESSFORTREATINGBEIJIANGRIVERWATERCandidate：GengTingtingSupervisor：AssociateProf.TianJiayuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：Schoo

3、lofMunicipalandEnvironmentEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着社会经济快速发展，人们对饮用水水质安全性要求越来越高，但水体污染日益加剧导致传统水处理工艺不能满足日益严格的饮用水水质标准要求。近年来，以超滤技术为核心的第三代水处理工艺，因对颗粒物、胶体、细菌等具有强大的截留能力，在饮用水处理行业迅速发展。但单独的超滤工艺存在膜污染严重和有机物去除

4、能力有限两个典型问题，常见的解决措施有优化膜组合工艺、优化超滤设备运行参数、开展一体式PAC-UF工艺等。本文主要针对前期提出的处理北江水的混凝/短时沉淀-超滤组合新型工艺进行超滤运行参数及一体式PAC-UF操作参数优化研究。通过改变膜通量、过滤时间、反冲洗时间、排泥周期及排泥模式五种运行参数，考察对出水水质及膜污染的影响变化，寻找出制备优质水且膜污染缓慢的最优工况；在此基础上，构建一体式PAC-UF组合工艺，优化PAC投加量、投加方式及停留时间三种操作参数，通过观察出水水质及膜污染情况，提出能进一步提高净水能力且有效控制膜污染的最佳运行条件。为北江

5、沿线各水厂的升级改造提供完整的、切实可行的技术指导。首先对混凝/短时沉淀-超滤组合工艺的超滤运行参数进行了优化研究。结果表明，不同膜通量、过滤时间、反冲洗时间、排泥周期及排泥模式的出水水质差别微小，但对膜污染影响显著。超滤出水浊度均在0.15NTU以下，对金属离子的去除率高达95%以上，TOC的超滤进出水去除率在8~12%之间波动，超滤对UV254几乎无截留能力，去除率在0~8%之间，而CODMn的去除率在20~30%之间。膜通2量为40L/(m∙h)、过滤时间为90min、反冲洗时间为60s、排泥周期为24h，排泥模式采用半排模式时，膜污染得到明显

6、减缓，但此时对有机物的去除能力仍有待提高。然后对构建的一体式PAC-UF组合工艺进行操作参数的优化研究。结果表明，无论PAC投加量、投加方式、停留时间如何，对浊度、Fe的去除效能无明显影响，去除率在99%以上。而不同操作参数对有机物及消毒副产物（THMFP）的去除效果差异显著，当PAC投加量为15mg/L时几乎发挥至最高吸附能力，对TOC、UV254、CODMn、THMFP的超滤进出水去除率分别达到了30.3、41.7、28.2、63.5%；间歇式投加对有机物、消毒副产物生成势的去除效果明显优于连续式投加，对TOC、UV254、CODMn、THMFP

7、的去除率分别提高了13.5、33.7、6.0、51.7%；排泥周期为24h时，直至运行后期仍然保持了对有机物的部分去除能力。PAC投加量对膜污染没有显著影响，随着PAC投加量增加，TMP增长速率稍有增加；连续式投加在单个排泥周期内TMP增长较间歇式投加迅速；排泥周期为12h和24h时，TMP增长速率相差不大且膜污染缓慢。最终确定PAC投加量为15mg/L，采用间歇高浓I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文度方式投加，排泥周期为24h时出水水质优异且膜污染相对缓慢。PAC-UF组合工艺在最佳工况下长期运行出水水质稳定且优异，且未对超滤膜造成损坏，水力清洗与化

8、学清洗相结合能彻底清除膜污染，使TMP恢复至初始水平。关键词：超滤膜；膜污染；运行条件；粉末活性炭II哈尔滨