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膜法水处理的预处理
由于超滤(UF )、纳滤(NF )和反渗透(RO )膜绝大多数膜法水
处理原件都是由高分子材料制成,其对进水水质有比较严格的要求,
合理的预处理是保障系统正常运行和降低运行成本的关键环节。一旦
预处理系统出现问题,污染物可能会在膜表面堆积,给膜系统带来不
可逆转的危害。
微生物造成很难逆转的污染
细菌、真菌和藻类进入膜系统后,会粘附在膜表面时生长繁殖,
微生物及其代谢产物可能使膜孔完全堵塞,甚至使中空纤维内腔完全
堵塞,对无论是超滤膜,还是纳滤和反渗透膜都会造成不可逆转的污
染。
水处理工程中通常加入次氯酸难(NaClO )、臭氧(O3 )等氧化
剂,也可以配合紫外杀菌。这些措施只是防止微生物滋生,但并不能
从水中去除微生物,杀灭不彻底的微生物还会复活。尤其是芽孢,由
于耐受一定的杀菌剂,成为膜生物污染的潜在威胁。
适当的预处理不仅能够提高杀菌剂的效果,比如介质过滤,同时
也可以滤除一部分微生物甚至芽孢,降低膜的微生物污染。
浑浊度降低产水率:
当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时,都会使水产生
一定程度的混浊。由于浊度是测量被水中颗粒物反射的光线强度得来
的,所以原水的颜色、不透明性、颗粒的大小、数量和形状均影响测
量结果。因此,浊度与悬浮物的关系是随机的。对于较小的微粒,浊
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度并不能反映。
在膜法处理中,用浊度来反映浑浊度明显是不精确的,实践中使
用SDI 来预测颗粒物的污染倾向。
降低浑浊度传统采用的方法是絮凝加介质过滤器,由于介质过滤
器过滤效果受水质波动影响较大,近年来广泛使用超滤或者微滤取代
介质过滤器作为膜法水处理工艺的预处理设备。
为了滤除细小的颗粒,一般需要向原水中添加一定量的絮凝剂来
提高去除效率。在絮凝剂加入的同时,可加入助聚剂,如pH 调节剂
(石灰、碳酸钠)、氧化剂(氯和漂白粉),加助聚剂(聚丙稀酰胺)
等,提高混凝效果。
溶解性有机物的去除
溶解性有机物用絮凝沉降、多介质过滤以及超滤均无法彻底去除。
目前多采用氧化法或者吸咐法。
(1 ) 氧化法利用氯或次氯酸钠(NaClO )进行氧化,对除去溶
解性有机物效果比较好,另外臭氧(O3 )和高锰酸钾(KMnO4 )也
是比较好的氧化剂,但成本略高。
(2)吸附法利用活性炭或大孔吸附树脂可以有效除去溶解性有
机物。但对于难以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法处理。
(3)电化学氧化法是利用水及溶解物质在电解条件下的氧化还
原反应,产生氧化性的物质来去除有机物。也可以配合传统的吸附工
艺联合处理。
供水水质调整
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供水温度的调整 :膜的透水性能与温度高低有直接的关系,膜
组件标定的透水速率一般是用纯水在 25 ℃条件下测试的,膜的透水
速率与温度成正比。因此当供水温度较低时(如<5 ℃),可采用某种
升温措施,使其在较高温度下运行,以提高工作效率。但当温度过高
时,同样对膜不利,会导致膜性能的变化,对此,可采用冷却措施,
降低供水温度。
供水 PH 值的调整:用不同材料制成的膜对 pH 值的适应范围不
同,例如醋酸纤维素适合pH=4~6,PAN 和PVDF 等膜,可在pH=2~
12 的范围内使用,如果进水超过使用范围,需要加以调整,目前常
用的PH 调节剂主要有酸(HCl 和H2SO4 )等和碱(NaOH 等)。
结垢的防治:
结垢是难溶性盐类的结晶析出,以固体形式的沉积物。
在反渗透和纳滤系统中析出的垢主要是无机成分,以碳酸钙为主。
在天然的水源中存有的主要难溶性盐类主要有:碳酸钙(
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