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水源的污染和饮用水水质标准的提高促使给水处理工作者不断寻求新的处理方法。低压膜过滤以其在除浊、消毒等方面的优势而倍受青睐,其中以微滤(MF)超滤(UF)的研究和应用较多。但是将膜技术推广应用的关键问题就是如何提高对有机物的去除效率和最大限度地降低膜的污染。针对这种现状,本文提出了将粉末活性炭的吸附作用与超滤膜的截留作用相结合用于饮用水深度处理,并对该组合工艺的可行性及其处理效果进行了深入的研究。
本试验对比研究了未投加粉末活性炭与投加粉末活性炭(PAC)时超滤膜(UF)对自来水的处理效果。试验结果表明,粉末活性炭的投加可以明显提高系统对CODMn、UV254和腐殖酸的去除的效果,而且在进水水质波动较大时,出水水质仍保持稳定。随着粉末活性炭投量的增加,上述三个参数的去除率也随之增加。说明粉末活性炭作为超滤膜的预处理方式可以明显提高超滤膜对有机物的去除效果。试验中发现投加粉末活性炭并没有明显提高对浊度和总铁的去除效果,说明超滤膜本身对浊度和总铁有较好的去除效果。
通过考察投加粉末活性炭后膜通量的变化发现,投加粉末活性炭的系统,超滤膜的通量下降缓慢,稳定运行时间延长。而且随着粉末活性炭投量的增加,生产相同的水量,超滤膜通量下降率降低。说明粉末活性炭的投加,吸附了水中比膜孔径小或相当的,易引起膜堵塞的溶解性小颗粒,并形成大于膜孔径的、多孔隙覆盖层,该覆盖层可以截留污染物,减轻了膜的污染程度。相比之下,未投加粉末活性炭的系统,超滤膜通量急剧下降,几乎未观察到膜的稳定运行状态。对两套系统进行的四种物理清洗中,水力正冲和反冲同时冲洗对于是否投加粉末活性炭的超滤膜系统都能达到较好的清洗效果。而采用的三种化学清洗中,3mg/L的次氯酸钠与1%的氢氧化钠混合液的清洗效果最佳,通量恢复率超过60%。由于苛性碱能最有效的去除污垢,说明膜的污染中以有机污染为主。