一体式膜混凝吸附反应器处理地表水的试验研究.doc

一体式膜混凝吸附反应器处理地表水的试验研究 叶挺进，林显增，黄明珠，赖日明，黄禹坤 (佛山市水业集团有限公司，佛山528000) 采用一体式膜混凝反应器(membrane coagulation reactor, MCR)和模混凝吸附反应器(membrane coagulation adsorption reactor, MCAR)处理北江流域地表水，考察了两种工艺对污染物的去除效果和膜污染情况。试验结果表明， MCR与MCAR出水浊度均稳定低于0.1 NTU；随混凝剂投量提高，MCR对有机物去除效果逐渐提高，跨膜压差(TMP) 增长速率逐渐降低；在混凝剤投量相同条件下，与MCR相比，MCAR对有机物去除效杲进一步提高，膜污染进一步 减缓。 关键词：饮用水处理；混凝；吸附；超滤；跨膜压差 本文米用将混凝与超滤结合的膜混凝反应器(membrane coagulation reactor, MCR)，以及 将混凝、吸附与超滤结合的膜混凝吸附反应器(membrane coagulation adsorption reactor, MCAR ) 处理北江流域地表水，考察了这W种工艺对污染物的去除效果和膜污染情况。 1试验装置和试验方法 1.1原水水质特点 试验所用原水为北江支流东平河水，该支流水质季节性变化较大，洪水期浊度较高。 试验阶段处于枯水期，原水水质较好，浊度为14.5?95.5 NTU，平均值为28.9 NTU;温 度为30.3?32.7 °C,平均值为31.5 °C； pH值为7.02?7.50,平均值为7.24； TOC为2.1?9.4 mg/L,平均值为 5.0 mg/L； NH3-N 为 0.03?0.15 mg/L,平均值 0.08 mg/L； CODMn 1.13?1.64 mg/L，平均值为 1.36 mg/L。 1.2试验装置和工艺流程 试验装置如阁1所示。该装置以地表水为原水，用浮球阀稳定膜池中的液面。通过 计量泵在浮球阀出水口处投加混凝剂，在原水管中初步混合(约20s)后进入膜池，即 为膜混凝反应器(MCR)；在MCR的基础上，每个排污周期之初在膜池内一次性投加 一定量的粉末活性炭，即为膜混凝吸附反应器（MCAR）。混凝剂采用A12O3含量为6% 的液态聚合氯化铝（Polyaluminium Chloride，PAC）;粉末活?性炭型号为AK-300。 压力采集器 该装置运行过程由可编程控制器（PLC）全程控制，超滤方式为终端过滤，过滤通 量恒定为30L/（m2，h），原水在膜池中的停留时间为20 mhu超滤以抽吸泵抽吸作为过滤 动力，出水端的压力通过压力采集器反馈回PLC并记录。通过调整抽吸泵反转进行水洗， 使用鼓风机曝气进行气洗。试验采用国内某厂家的外压浸没式中空纤维超滤膜，材质为 改性PVC合金，标称孔径为0.01pm。 试验过程中首先进行不同混凝剂投量（0、20、30、40 mg/L）条件下膜混凝反应器 （MCR）试验，得出最优混凝剂投加量；在膜混凝吸附反应器（MCAR）直接采用最优 混凝剂投量，粉末活性炭投加量按过滤水量计为20 mg/L。其它运行参数如下：反冲洗采 用气水合洗方式，反洗周期为lh，反洗时间为lmin，反冲洗水通量为60L/（m2、h），曝气 量为50n?/（m2、h）（以膜池底面积计），排污周期为12h。MCAR为使粉末活性炭保持悬 浮状态在膜池内进行间歇曝气，每4min曝气lmin，曝气量也为50 n?/（m2、h）（以膜池底 面积计）。 1.3检测方法 浊度采用HACH-2100N浊度仪测定；温度用酒精温度计测定；pH采用PHS-3B精密 pH仪测定；CODMn米用酸性高锰酸钾法测定；NH3-N米用纳氏试剂分光光度法测定。 2试验结果与讨论 2.1对浊度的去除效果 浊度是感官性指标，也是微生物学指标。表现为浊度的胶体物质不仅是污染物，而 H是水中细菌病毒生长的重要载体。出水浊度降低的意义在于，大大减少后续单元如供 水管道中细菌的附着和生长的可能性，从而使得消毒单元中氯的投加量也可大大降低， 不仅可以节约药剂成本，而且可以减少消毒副产物，进一步提高水质。 从图2中可以看出两种组合工艺的超滤膜出水浊度一直稳定在0.1 NTU以下，基本不随进水浊度 的变化而变化，对浊度处理效果理想。MCR组合工艺中混凝剂投加量从20mg/L到40mg/L,对出水 浊度的影响可以忽略不1十。 100.0 p 10.0 0 o o ° ° ????? 2N/?彰?地表水□播汉凝吸柃反应器 2N/?彰 ?地表水□播汉凝吸柃反应器?稂浞凝反应抬 ? H 0 8 0 ■ ■ 00 1 1 1 ? 1 1- 0 2 4 6 8 10 12 測定次鈸 52 MCR与MCAR对性度的去餘效果P 2.2对有