【摘 要】
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岸滤是一种历史悠久、绿色高效的自然水处理工艺,得到世界各国广泛的关注和研究。但岸滤技术也存在产水量小、抗污染冲击能力差、滤层易板结、生物安全性不稳定等缺陷,导致其难以作为饮用水技术单独使用。本文针对岸滤技术的不足之处,适当缩短岸滤的水力停留时间,将岸滤与超滤技术耦合联用,提出一种岸滤-超滤组合工艺,以哈尔滨段松花江水为原水,考察其对天然地表水的处理效能和运行稳定性,并探究岸滤对超滤膜污染的缓解机理
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岸滤是一种历史悠久、绿色高效的自然水处理工艺,得到世界各国广泛的关注和研究。但岸滤技术也存在产水量小、抗污染冲击能力差、滤层易板结、生物安全性不稳定等缺陷,导致其难以作为饮用水技术单独使用。本文针对岸滤技术的不足之处,适当缩短岸滤的水力停留时间,将岸滤与超滤技术耦合联用,提出一种岸滤-超滤组合工艺,以哈尔滨段松花江水为原水,考察其对天然地表水的处理效能和运行稳定性,并探究岸滤对超滤膜污染的缓解机理,为岸滤技术在饮用水处理中的应用推广提供技术参考。首先,对岸滤技术处理天然地表水的净水效能进行优化研究,考察不同运行参数对出水水质的影响。结果表明,岸滤能有效去除水体中浊度、TN、氨氮、有机物等污染物质,对浊度的去除率达到92%以上。延长停留时间能全面提升出水水质;提高运行温度能强化对浊度和含氮化合物的去除,但出水的有机物含量上升。在岸滤过程中,泥质沉积层主要降解有机物和含氮化合物,砂质含水层主要去除浊度物质,沉积层发挥主体作用。随后,探究岸滤-超滤组合工艺的净水效能和运行稳定性。与直接超滤相比,组合工艺显著提升了对各污染物质的去除率,缓解了64.28%的可逆污染和38.87%的不可逆污染。组合工艺连续运行期间,出水水质良好并保持稳定,浊度始终在0.1NTU以下,能够去除65.07%的TN、46.88%的TOC和40.21%的氨氮;跨膜压差的数值保持平缓增长,超滤膜污染程度得到控制,不可逆污染累积减慢,在运行25天后污染总阻力达到饱和。最后,研究并阐述岸滤对于超滤膜污染的缓解机理。通过平行对比不同预处理方式下的膜污染情况,发现了岸滤能够有效缓解超滤膜污染,减轻可逆、不可逆污染阻力,使膜表面滤饼层厚度下降,岸滤未能改变膜表面有机污染物的种类,但降低了腐殖质、蛋白类和多糖类有机物的相对含量。通过对岸滤系统进行高通量测序分析,结果表明滤层中不同深度的微生物群落结构稍有差异,但总体上微生物种群丰富且功能完整,其中包含多种具有降解大分子有机物、吸收氨氮、生物固氮等功能的细菌。分析表明,岸滤主要通过对浊度物质的截留过滤,以及对天然有机物的吸附和生物降解作用,降低引起膜污染的物质含量,从而缓解超滤膜污染。综上所述,岸滤-超滤组合工艺对天然地表水的处理效果极佳,出水水质基本符合饮用水标准要求,且运行期间膜污染累积较慢,具有良好的运行稳定性。在组合工艺中,岸滤能减轻超滤的处理负荷从而缓解膜污染,超滤能进一步提升水质并保障生物安全性,二者呈现互补完善、协同发挥的关系,使组合工艺具有优良的运行效果。
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