有机物对重力流超滤处理含铁锰地表水的影响机制及应对突发污染研究

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地表水是我国分散式供水地区重要的水源之一,然而日益严重的地表水铁锰污染问题威胁着分散式系统供水安全。而常规处理工艺和常规的膜处理工艺都难以快速高效去除地表水中的锰,且工艺操作复杂,能耗高,不适合分散式饮用水处理。重力驱动膜过滤(GDM)可在较低工作压力下(0.002-0.007MPa)下长期稳定运行,且不需要采取任何的水力反冲洗和化学清洗措施,具有操作简单、低维护等优点,是针对分散式供水现状专门开发的一种特殊膜净水技术;同时GDM工艺可同步去除颗粒物、微生物及铁锰等多元污染物,在处理含铁锰地表水时具有显著的应用优势。然而,地表水中的有机物对GDM工艺的除铁锰效能及长期运行通量稳定性的影响机制尚不明晰。因此,本文将系统考察GDM工艺处理含铁锰地表水时的通量稳定机制以及有机物对其的影响原理,探究GDM工艺应对饮用水突发污染的可行性,为GDM技术在净化含铁锰地表水方面发展和应用提供理论技术支撑。本次实验采用不同稀释倍数稀释的生活污水外投加铁锰来模拟污染程度不同的含铁锰地表水,探究长期运行的过程中,能否形成稳定的通量、对铁锰等污染物的去除效能以及有机物浓度对二者的影响,分析重力驱动超滤膜通量稳定及污染物去除的机理。同时,探究GDM工艺应对突发性污染的效能,验证GDM工艺在实际应用中的可行性。实验结果发现GDM工艺在长期运行处理模拟含铁锰地表水时,可以达到稳定通量并维持数月以上,有机物浓度的增加会加重初期膜污染,导致初期膜通量下降速度加快,但对最终稳定通量的水平影响不大;GDM工艺对铁锰、氨氮和有机物均有一定的去除效能,有机物浓度对铁的去除无影响,但有机物的存在会促进锰、氨氮和有机物的去除效能,但有机物浓度过高时,会影响锰的去除;在突发重金属污染或微污染物污染时,对GDM系统的除铁锰效能影响不大,且GDM系统对突发性污染物有一定的抵抗能力,但在突发有毒害物质如叠氮化钠污染时,GDM系统的稳定通量和污染物去除能力都会遭到一定程度的破坏。通过本课题的实验结果可以得出,GDM系统对含铁锰地表水的处理具有可行性,且低能耗、低维护、高效能,适合于分散式供水地区的使用。
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