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瓷膜-生物活性炭净化工艺的探讨

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-10-18 12:42:57 * 浏览: 9
饮用水源的微污染已成为中国的普遍问题,并将在很长一段时间内继续存在。有机物和氨氮是饮用水源中的主要污染物。有机物会导致高的COD含量,产生消毒副产物,并为管道中微生物的生长提供营养。此外,水中有异味物质还会使使用者的感觉不适。在水体和水厂中也发现了新兴污染物,例如内分泌干扰物(EDC),药品和个人护理产品(PPCP),其引起的风险值得关注。在中国,超过90%的饮用水厂采用传统的混凝,过滤和消毒处理工艺,无法有效去除水中的溶解有机物和氨氮。为了满足新的饮用水卫生标准(GB5749-2006),许多自来水厂都面临着升级的需要。在实际应用中,通常在常规处理工艺之前添加预氧化,并在该工艺之后添加以臭氧活性炭为代表的先进处理工艺,有时最后添加膜处理工艺。这使得过程冗长,并且相应的构造和运行成本增加,尤其是对于一些使用严格的水厂。本文采用抗氧化的湖北平板陶瓷膜通过平板湖北陶瓷超滤膜将五个常规的预氧化,混凝,沉淀,砂滤和臭氧氧化单元整合为一个复合单元,然后进行生物活性炭过滤。显示了1。这导致饮用水处理过程从“级联”发展到“并行”。其中,凝结作用是使细颗粒聚合形成絮凝物,膜过滤可以完全去除颗粒物,臭氧可以氧化有机物,提高有机物的生物降解性,活性炭可以进一步去除水中的有机氮和氨氮,从而达到去除污染物的目的。 。本文的集成过程有助于将传统过程升级为基于现有水厂结构的高级过程。一,实验材料与方法实验以东江水,东莞运河为原水,以混凝/臭氧/陶瓷膜→碳滤→消毒为处理工艺。中试规模为120m3 / d。实验中使用的浸入式湖北平板陶瓷膜是由Minddiansha(Japan)Co.,Ltd.使用新型纳米材料工艺开发的,平均孔径为60 nm。整体陶瓷膜的尺寸为1046mm×260mm×6mm,每个膜组件包含50个陶瓷膜。实验中使用了两个膜组件,总膜面积为50 m 2。该膜的恒定通量为100 L / m2·h,过滤周期为240分钟(反洗3分钟),反洗强度为15 m3 / h。臭氧发生器是OZONIACFS-32G型,它使用纯氧作为气体源,并通过位于膜罐底部的微孔曝气板进入水体。浊度通过HACH2100P浊度仪测量。用GR-100A台式激光颗粒分析仪(IBR)测量颗粒数。用SinscheTA-88微型自动分析仪测量氨氮和亚硝酸盐氮。使用了Shimadzu UV-1700紫外可见分光光度法。测量UV254和硝酸盐氮,使用Shimadzu TOC-VCPH测量DOC,使用GC-μECD测量三卤甲烷,使用HSPME-GC / MS测量Geo-smin和2-MIB,使用SPE-GC / MS测量EDC,使用SPE-LC / MS / MS测量卤代乙酸和PPCP。二。结果与讨论1.一体化工艺去除浊度陶瓷膜去除浊度显着,出水浊度在0.1 NTU以下稳定,不受原水浊度波动的影响。活性炭过滤后,出水浊度略有增加,但仍小于0.25 NTU,优于国家饮用水卫生标准。膜流出物中具有大于2μm的粒径的颗粒的数目基本上小于10 / mL,并且具有大于1μm的粒径的颗粒的数目大于10 / mL。碳过滤器流出物中的2μm小于50 / mL。在膜废水中未检测到原水中可检测到的细菌总数,总大肠菌群,隐孢子虫和贾第虫卵囊。可以认为,原水中的有害微生物在进入活性炭过滤器之前已被有效拦截。大大降低了流出物的微生物风险。 2,综合工艺对有机物的去除和氨氮混凝对DOC的去除率小于20%,臭氧/陶瓷膜对DOC的去除率为16%,碳滤器对DOC的去除率为65%。 UV254的去除规则与DOC相似,通过集成工艺对UV254和DOC的去除率分别为87%和73%。在该过程中,除了通过氧化去除有机物外,臭氧还可以通过反应提高有机物的生物降解性,并促进后续生物活性炭对有机物的去除,从而达到良好的去除效果。当原水中氨氮浓度小于3.5mg / L时,工艺废水的氨浓度小于0.1mg / L,远低于国家标准GB5749-2006规定的0.5mg / L。氨氮的总去除率> 95%。此外,废水中几乎不存在亚硝酸盐氮,氨氮基本上通过硝化作用转化为硝酸盐氮。混凝物和陶瓷膜对氨氮的去除作用有限,臭氧不会促进从陶瓷膜中去除氨氮。活性炭过滤器对氨氮的去除有显着影响,占总工艺去除率的70%以上。溶解氧是去除氨氮的关键因素。在此过程中,臭氧是由纯氧制备的。加入臭氧后,水中的溶解氧浓度提高到11〜13mg / L,基本满足氨氮去除的要求。 (图2-9)3.利用三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的形成潜能作为消毒副产物的前体,通过整合工艺去除消毒副产物的前体。 CHCl3占主导地位,占85%以上,其次是CHCl2Br和CHClBr2,未检测到CHBr3的存在。 HAAs的形成主要由DCAA和TCAA共同组成,它们合起来占90%以上。消毒副产物的前体去除与DOC基本一致,一体化过程中THMFP和HAAFP的去除率分别为77%和76%。 4.在原水中,从气味剂,EDC和PPCP中去除气味剂,EDC和PPCP的综合过程非常少,浓度在ng / L范围内,但是传统过程无法有效去除。典型的气味物质,如土臭味素和2-甲基异癸醇(2-MIB)可以在ng / L的水平上影响人类的感觉,而EDC和PPCP则可能对人体造成未知的健康。风险。臭氧和陶瓷膜的结合可以显着降低水中此类痕量有机物的浓度。 Geosmin,2-MIB,EDC和PPCP的去除率分别为96%,87%,98%和98%。在这项研究提出的新的超滤膜工艺中,将臭氧膜和陶瓷膜结合在一起。除了传统的超滤分离功能外,陶瓷膜孔还相当于纳米级微反应器。陶瓷膜材料促进臭氧与通过膜孔的有机物的反应。由于极大地缩短了纳米级的传质时间,并且大大提高了传质效率,因此可以在膜的孔中除去常规方法中不能除去的微量有机物质。三,结论臭氧/陶瓷膜新水净化工艺出水浊度小于0.25NTU,大于2μm的颗粒数小于50 / mL,传统污染物氨氮,DOC,THMFP和HAAFP的去除率为95%, 73。 %,77%和76%,气味物质Geosmin和2-MIB的去除率分别为96%和87%,新的痕量污染物EDC和PPCP的去除率分别为98%和98%,分别。新的臭氧/陶瓷膜水净化工艺在传统工艺中结合了多个处理单元,使臭氧/陶瓷膜单元具有许多工艺,例如凝结,沉淀,过滤,预氧化,臭氧氧化和膜过滤。该装置的功能结合臭氧和陶瓷膜,还可以在线控制膜结垢,而活性炭可以进一步去除残留的有机物和氨氮。在这种情况下,过程从传统的“层叠”处理模式更改为“并行”处理模式,在保持高处理效率的同时,大大降低了投资,运营成本和占地面积。具有广阔的应用前景。陶瓷过滤器陶瓷膜陶瓷膜过滤器