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聚合氯化鋁對超濾膜污染影響試驗成果

發布時間:15-03-13 09:55:06 來源:鞏義市濾料工業有限公司 瀏覽次數:

2試驗成果與剖析
    2.1不一樣投加量的HPAC對超濾膜污染程度及有機物去掉的影響向原水中別離投加5、10、15和20mg/L的HPAC進行試驗,考察各投加量HPAC對膜污染程度[18]的影響,如圖2所示。因為此膜為恒通量產水,所以經過一樣的過濾時間,各試驗中膜的產水量也一樣。超濾膜在5mg/L到20mg/LHPAC效果下TMP添加曲線的趨勢線斜率依次為0.031、0.025、0.018和0.023,此斜率的大小能夠代表TMP的添加率。由此能夠看出全部超濾過程中,在15mg/L的HPAC效果下,TMP的添加速率最慢,其次別離為20、10和5mg/L。

各投加量HPAC效果下CODMn的去掉率
    看以顯著看出在較高投加量(15、20mg/L)下混凝-超濾對CODMn的去掉率挨近60%,其間15mg/L時,去掉率最高到達57.9%,而低投加量(5、
10mg/L)的未超越40%。
    由上可知,當HPAC的投加量為15mg/L時,膜遭到的污染程度最小且有機物的去掉率最高。為了考察是不是因為不一樣投加量的HPAC對原水的混凝效果不一樣而發生了上述影響,依次向原水中投加5、 ?10、15和20mg/L的HPAC,各運轉設備15min擺布(設備運轉一次后,排空混合池、絮凝池中水,再充溢原水,以免影響下次HPAC在水中的藥量),待各投加量的HPAC在絮凝池內徹底反響后,別離取出各混凝液,測得它們和原水的Zeta電位及其絮體沉積后上清液的濁度和CODMn值,
    跟著投加量的增大Zeta電位(絕對值)穩步下降,在15mg/L時到達一個較低的值,持續增大投加量,20mg/L時在逐步添加的混凝劑水解發生的氫離子的影響下電位由負轉正,依然堅持較低的電位值;而上清液的濁度和CODMn與原水比照均大幅下降,跟著投加量的增大又穩步下降,在15mg/L時到達較小值,持續增大投加量后稍微升高。依據以上改變趨勢能夠看出原水經15mg/L的HPAC處理后混凝效果較好,出水水質最好。而此刻恰是因為HPAC的水解使混凝液中的Zeta電位降到-1.2mV的低值,然后從一方面印證了因為緊縮雙電層的效果,在較低的Zeta電位下混凝系統穩定性較弱,傾向于凝集,混凝效果會得到進步。
    所以依據以上剖析以為超濾膜TMP的添加趨勢和有機物的去掉率與HPAC的混凝效果直接有關:當HPAC的投加量較小時,水中膠體物質及大分子有機物等未能得到徹底反響致使混凝效果欠安,在水中無法構成較好的絮體,原水中自身的小分子物質不易被吸附去掉而透過或阻塞膜孔,然后構成較高的TMP添加率和較低的CODMn去掉率;投加量到達15mg/L時,絮凝池中構成較多大而結構松懈的礬花,能在進入膜池后較好的沉積在膜絲外表,而混凝反響難以直接去掉的小分子有機物和親水性有機物又會附著在礬花之上逐步構成濾餅層然后不會構成膜孔內部的阻塞[9],使得膜的TMP添加率能維持在一個較低的水平;持續增大投加量后,過量的未能反響的HPAC中的無機離子和有機物可能會透過濾餅層進入膜孔構成污染,使得TMP添加率再次提高而CODMn去掉率略有下降。

2.2混凝及超濾處理后水中各相對分子質量有機物的改變:
    經過體積排阻色譜法表征南通原水經混凝及超濾處理后其間各相對分子質量有機物的改變,然后進一步剖分出短流程技術對水中有機物的去掉效果,其間首要比照原水、膜前水(膜池中未沉積的混凝懸浮液)與膜后水中持平分子量有機物的改變。混凝劑選用HPAC,投加量為15mg/L。原水、膜前水、膜后水中的有機物均在250、550、800、1350、2000和2550Da擺布的相對分子質量上呈現峰值。
    由此能夠看出南通長江原水中的有機物首要分為1k~3kDa的中等相對分子質量有機物以及1kDa以下的較小相對分子質量有機物。進一步剖析發現,膜前水與原水比照,有機物均在峰值處呈現響應值的下降,其間在中等相對分子質量上下降很顯著而在較小相對分子質量上也呈現必定程度的下降。這闡明原水經混凝后,其間的中等分子量有機物較簡單被去掉,而小分子有機物去掉效果不顯著。再比照膜后水與膜前水,有機物在550Da擺布的相對分子質量上響應值顯著升高,乃至高于原水,但因為其峰寬較窄,峰面積添加得很小,所以此類小分子有機物相對含量僅僅略有升高[22];而在其他相對分子質量上的響應值均稍微下降,闡明超濾膜對大分子和一些小分子有機物有必定的截留效果,但整體效果如混凝處理顯著。混凝對有機物的去掉效果反映出它作為超濾預處理方式的合理性。

2.3各最好投藥量下的混凝劑對膜污染影響的比照別離依照上述辦法考察硫酸鋁、氯化鐵、PAC、聚合硫酸鐵對膜污染的影響程度和有機物去掉率的影響,得出這4種混凝劑的最好投加量依次為:15、15、20和20mg/L。本試驗要點研究混凝劑對膜污染的影響,所以經過比照HPAC和其他4種常用混凝劑在其最好投藥量下TMP的添加狀況來進行剖析,
    比照上述各TMP添加曲線得知:15mg/L的HPAC處理效果最好,曲線的趨勢線斜率為上述的0.018;而15mg/L的硫酸鋁處理效果很挨近HPAC,斜率也到達了0.020;15mg/L的氯化鐵處理效果稍遜前兩者,也能使斜率堅持在0.024;反觀20mg/L的PAC和聚合硫酸鐵,均使斜率到達較高值,別離為0.026和0.029,對膜的污染程度顯著高于前3種混凝劑。再思考氯化鐵,其對超濾膜的污染程度雖不是很大,但溶液自身對鑄鐵等金屬原料的設備和管路具有必定的腐蝕性,并且Fe3+與水中的腐殖質等有機物反響可構成水溶性污染物,會添加出水色度。最終比照硫酸鋁與HPAC,后者與膜效果后膜的污染程度僅僅略低于前者,但思考到兩者的化學性質:HPAC對濁度、pH、水溫在較大范圍內改變的水質均有良好的處理效果;而在試驗時期水質濁度不高,pH也根本堅持在8.0擺布,均為硫酸鋁能有較好的處理效果供給了適合的水質條件,但是從長遠來看,一旦原水的濁度、pH等水質指標呈現較大動搖,硫酸鋁很難堅持如此效果。綜上所述,HPAC可作為膜前預處理中與PVC合金膜符合效果最優的混凝劑,且最優投加量為15mg/L。

3定論
     (1)關于長江下游水質,經過運轉混凝-超濾中試設備,比照不一樣HPAC投加量下膜的TMP添加趨勢及CODMn去掉率,發現當投加量為15mg/L時,膜受污染程度最低且去掉率到達較高水平。
     (2)測得經不一樣投加量HPAC處理后混凝液的Zeta電位及其上清液的濁度、CODMn值,以為當投加量在15mg/L時,Zeta電位到達較低水平且HPAC
對原水的混凝效果較好。這從一方面證明了因為緊縮雙電層的效果在低的Zeta電位下混凝系統會傾向于凝集。
     (3)向原水中投加15mg/L的HPAC,經過體積排阻色譜法剖析原水、膜前水、膜后水中各相對分子質量有機物的改變狀況后,以為混凝對1k~3kDa的中等相對分子質量有機物去掉效果顯著,對1kDa以下的小分子有機物也有必定程度的去掉,而超濾膜對有機物的截留效果不顯著。
     (4)HPAC、硫酸鋁、氯化鐵、PAC、聚合硫酸鐵各自關于膜污染影響程度最小的投加量別離為15、15、15、20和20mg/L。且經過比照在此投加量下的5種混凝劑對TMP改變的影響狀況可知:15mg/L的HPAC在膜前預處理中與此超濾膜符合效果最好。