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常规处理工艺的使用是基于水源地能够提供良好的原水水质,并且执行的是要求相对较低的饮用水卫生标准。但随着城市化进程的加快,一方面水资源的短缺和污染问题日益严重,另一方面人们对用水水质不断提出新的更高的要求,其中浊度值趋向于越来越低,而传统常规处理工艺已经不能满足这一要求,因此必须寻求其它更加安全可靠、经济可行的饮用水处理技术。超滤膜用于饮用水处理作为一项新技术近年来发展迅速。超滤技术的显著优点是处理效果优异,处理出水水质稳定。本试验以原水浊度较低的滦河水为水源,探讨将超滤膜技术用于处理低浊度水的可行性。在水厂原有传统工艺的基础上,进行超滤膜替代滤池的试验研究和超滤膜处理滤池出水的试验研究,分析两种工艺的处理效果、运行费用及膜组件的运行稳定性,进而对两种工艺的可行性进行分析。
混凝-沉淀-超滤工艺具有良好的浊度去除功能,试验结果表明在不同的水质期内,原水水质不断变化的情况下,超滤膜出水水质稳定可靠,超滤膜对浊度的平均去除率为92.95%,平均出水浊度为0.074NTU,去除效果大大优于砂滤池。对CODMn和UV254有也有一定的处理效果,平均去除率为17.8%和11.43%,出水CODMn和UV254平均值为1.66mg/L和0.031 cm-1。超滤膜对微生物有良好的去除作用,出水不经消毒即可基本满足生活饮用水卫生标准的要求。对TOC、氨氮、铁、铝以及三卤甲烷均有一定的去除效果。超滤膜中试设备可连续安全运行,平均产水率为86.17%,运行费用为0.281元/m3。
混凝—沉淀—砂滤-超滤组合工艺同样具有良好的处理效果,超滤膜对浊度的平均去除率为58.52%,出水平均浊度为0.073NTU,出水平均CODMn值为1.36mg/L,平均UV254为0.024cm-1。采用超滤膜处理砂滤池出水未检测出大肠菌群,微生物指标更加安全。膜出水TOC及氨氮值低于处理沉淀池出水,其余各项指标均能满足生活饮用水卫生标准要求。超滤膜处理砂滤池出水阶段的平均产水率为93.04%,运行费用为0.169元/m3。
对超滤膜处理效果的影响因素进行了研究,结果表明,低温低浊期超滤膜出水浊度相对偏高;膜通量大小对超滤膜的处理效果基本没有影响;助凝剂的种类只能改变膜进水的水质,对膜出水水质的影响无明显规律;膜进水预氯化有助于膜出水中CODMn和UV254的降低。
研究结果表明,混凝-沉淀-砂滤-超滤工艺虽较混凝-沉淀-超滤工艺增加了滤池的运行成本,但出水水质得到了进一步提高,膜设备运行费用下降了近40%。因此建议在原有水厂的升级改造中优先使用超滤膜处理砂滤池出水工艺。