膜法饮用水净化与处理.doc

1混凝剂种类和用量对膜法饮用水净化处理出水水质影响
混凝是饮用水处理工艺中至关重要的单元，能够有效去除大分子憎水性有机物和溶解性磷酸盐，提高了出水水质的生物稳定性。混凝经常与膜法联合应用于饮用水处理领域，水厂一般采用铝盐或铁盐作为常规的混凝剂。研究表明，混凝所去除的主要是疏水性大分子量(3000-100000)有机物，残留在水中的有机物多为亲水性小分子。水样经过预处理后，结构松散的矾花沉积在膜表面，而小分子有机物会沉积在矾花上，不会直接沉积在膜表面。通过膜清洗等方法，滤饼层被冲洗干净，从而避免了膜污染。
1.1混凝剂对出水水质的影响
S.J.Judd等应用混凝-微滤联合工艺处理地表水，发现混凝剂采用铁盐和铝盐均可以提高天然有机物(NOM)的去除效果，同时减少三氯甲烷前体的形成，而且随着混凝剂投加量的增加泥饼层比阻力减少，分析原因为泥饼层的透水性增加或者为膜表面随着混凝剂药剂量增加抗污染性得到了改善。
A.T.Pikkarainen等在文献基础上研究了混凝预处理对MF处理地表水的作用，试验为中试规模，原DOC分别为7.81mg/L和6.30mg/L，UV254分别为0.37cm-1和0.36cm-1，采用的混凝剂分别为FeCl3、Fe2(SO4)3、AlCl3和PAC。试验结果同样发现四种混凝剂的投加使膜分离系统泥饼层的形成过程发生了变化，减少了泥饼层比阻力；投加混凝药剂后对于DOC的去除率在78%～88%之间，FeCl3在四种药剂中效果最佳；UV254的去除率≥99%，处理效果良好。
纪洪杰等利用混凝沉淀-PAC-UF工艺处理黄河下游引黄水库冬季原水，并进行了原水的混凝试验，从而确定适合原水水质的最佳混凝剂投加量。混凝试验中，混凝剂采用聚合氯化铝，对0、2、4、6、8、12、16mg/L(以Al2O3计)等7个聚铝投量水平进行考察，混凝条件为：快速混合反应1min(150r/min)，慢搅分为两个阶段，第一阶段4min(60r/min)，第二阶段5min(30r/min)，然后静置20min，取上清液进行水质检测，结果如图1所示。最终得到的最佳聚铝投加量为6mg/L。

图1聚铝投加量对浊度和UV254的去除效能的影响
董秉直等通过研究不同的混凝剂对有机物各组分的去除效果发现，三种混凝剂去除效果差别明显，聚氯化铝去除DOC的效果最好，其次是聚硅硫酸铝，最差是氯化铁。对于UV254，它们之间的去除效果差别较小，效果最好的为氯化铁，其次是聚氯化铝，最差的是聚硅硫酸铝。试验结果如图2所示。

图2不同混凝剂对有机物的去除效果
田家宇等在超滤膜/混凝生物反应器去除饮用水中有机物的效能研究中发现，当聚合氯化铝投加量为10mg/L时，UF-MCBR对溶解性有机物指标即DOC和UV254的去除率分别达到44.0%和54.5%，对综合有机物指标即TOC和CODMn的去除率分别达到49.0%和58.5%，对可生物降解有机物指标即BDOC和AOC的去除率分别达到72.8%和58.3%。超滤、生物降解以及混凝的协同作用确保了UF-MCBR对溶解性有机物的去除，就DOC而言，三者的贡献率分别为11.1%、6.2%和26.7%。
1.2混凝剂对膜污染的影响
董秉直等对不同混凝剂改善超滤膜通量的效果进行试验，发现利用不同的混凝剂来做预处理，它们对通量的改善显示了不同的效果。聚硅硫酸铝改善通量的效果最差，其次为氯化铁，它们过滤结束时的通量分别为初期通量的28%和32%。聚氯化铝改善通量的效果最为明显，在整个过滤过程中，聚氯化铝处理水的通量始终明显高于其他三种水样，而且到过滤后期，它们之间的通量差距越来越明显，这说明聚氯化铝处理水的通量下降最为缓慢。聚氯化铝处理水过滤结束时的通量为47%。
王胜江等在研究不同混凝剂对各种超滤膜跨膜压力的影响时发现，对于PVDF膜，投加铝盐作为混凝剂后，跨膜压力升高情况较投加铁盐混凝剂时有较大的减缓，在50%左右；而材质为PVC合金的膜则投加铝盐后效果较铁盐要差。对于膜法处理工艺中预处理采用的混凝剂，应该根据膜的材质进行选择。膜的操作方式对于混凝剂选择并没有太大的影响。
1.3结论
(1)目前在饮用水处理与净化中主要用到的混凝剂为铝盐和铁盐，而具体的混凝剂种类的选择则要根据不同的处理工艺与进水水质等多方面因素来综合考虑；
(2)由于地区、进水水质及处理工艺等的差异，导致混凝剂的最佳投加量没有一个固定值，而需要由试验来进行确定；
(3)混凝预处理对膜通量的影响非常复杂，最佳投药量须通过试验确定。对于膜法处理工艺中预处理采用的混凝剂，应该根据膜的材质进行选择。膜的操作方式对于混凝剂选择并没有太大的影响。2不同沉淀池（斜管、竖流）内部设计对膜污染的影响
沉淀设备是水处理工艺中泥水分离的重要环节，其运行状况直接影响出水水质。传统的沉淀