低药剂短流程超滤工艺处理微污染水试验研究

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1、硕士学位论文低药剂短流程超滤工艺处理微污染水试验研究RESEARCHONMICRO-POLLUTEDWATERTREATMENTWITHSHORTULTRAFILTRATIONPROCESSANDLOWCHEMICALDOSAGE鄢忠森哈尔滨工业大学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：628.162.密级：公开工学硕士学位论文低药剂短流程超滤工艺处理微污染水试验研究硕士研究生：鄢忠森导师：梁恒教授申请学位：工学硕士学科：建筑与土木工程所在单位：市政环境工程

2、学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:628.162DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringRESEARCHONMICRO-POLLUTEDWATERTREATMENTWITHSHORTULTRAFILTRATIONPROCESSANDLOWCHEMICALDOSAGECandidate：YanZhongsenSupervisor：Prof.LiangHengAcademic

3、DegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在水资源污染日趋严重和生活饮用水卫生标准

4、日渐严格的双重压力下，众多水厂面临着升级改造。在当今的社会背景下，常规处理和深度处理大都采取增加投药种类、剂量或者延长工艺流程等措施来强化水处理效果。但是，向水中投加药剂会给水质带来风险，并且随着药剂投加的种类、投量的增加，负面效应及安全风险也越大；采用延长工艺流程的方式受限于场地空间、投资费用等因素，难以被广泛的采用。超滤膜有着优良的截留效能，能够在不投药或者少投药的条件下有效保证出水水质，在水厂提标改造及新扩建中具有广泛的应用前景。然而，在超滤应用中，膜污染问题始终困扰着超滤膜的推广。针对这些问

5、题，本论文在降低药剂投加的前提下，开展低通量、短流程超滤工艺处理微污染水源的试验研究，并调研和分析总结了无药剂超滤水厂的运行情况，为水厂提标改造及改扩建提供一种新思路。首先，采用预压缩通量阶梯法，研究了原水、微絮凝水和沉后水的超滤阈通量。对比三种水源的膜池进水污染速率，发现原水经过微絮凝后，一定程度加速了膜污染，经混凝/沉淀后，膜污染速率有效的降低了。原水、微絮凝水和沉后水的第一阈通量分别为8L/(m2·h)、8L/(m2·h)和11L/(m2·h)，第二阈通量分别为20L/(m2·h)、26L/(

6、m2·h)和26L/(m2·h)。通过对比原水在长周期不同通量下的运行情况，发现高通量不但引起膜污染速率的大大增加，同时也增大了污染的不可逆性。其次，进行了直接超滤、微絮凝/超滤和混凝/沉淀/超滤三种短流程超滤中试研究。试验结果表明，尽管缩短了工艺的流程，三种短流程超滤工艺均能有效去除水中的污染物质，获得优质出水。在水质上，工艺流程越长有机物和氨氮去除效果越好，亚硝态氮未见明显差别，其中氨氮和亚硝态氮的去除效果受反洗影响明显；减少投药量，微絮凝/超滤去除效果变化不大，混凝/沉淀/超滤出现明显下降，与

7、微絮凝/超滤相近。在膜污染上，在低通量下运行膜污染得到有效的控制。直接超滤在低通量下膜污染缓慢，但在暴雨情况下，水中有机物增多，膜污染速率加快；微絮凝/超滤运行稳定，减少投药量下也未有明显影响；对于混凝/沉淀/超滤，减少投药量使得沉淀效果变差，膜池进水的水质变差，膜污染较正常投药量下增加明显，并产生不可逆污染。通过对比三种短流程超滤处理工艺，表明采用低通量、微絮凝/超滤工艺能够提高出水的水质，增加系统的稳定性。最后，开展了短流程超滤工艺水厂的净水效能分析和工艺运行总结分析。梯面超滤水厂运行研究表明，

8、采用低通量无药剂模式下运行，简化了水厂的设备和-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文运行，降低了水厂的运行维护难度及成本，采用超滤+消毒相结合的方式，能够保证饮用水的化学安全性和生物安全性，能够有效保障农村的安全稳定供水。膜污染发展分析表明，原水浊度升高会加剧膜污染，以低通量下运行超滤，总体污染较为缓慢。对原水、出水、膜池浓缩液及反洗液的荧光分析表明，色氨酸类蛋白质污染的可逆性好，而腐殖酸类有机物容易引起不可逆污染。关键词：超滤；低药剂；短流程；低通量；膜污染-II-哈