第２８卷第９期

中国给水排水

性炭（ＰＡＣ）吸附溶解性有机物，利用ｕＦ截留粉末

炭可达到提高出水水质的目的，还能防止膜污

染¨’２。。笔者使用一体式混凝／ＰＡＣ／ｕＦ组合工艺过

滤原水，并与ＵＦ直接过滤工艺进行比较，分析混凝

和ＰＡＣ对改善膜通量、降低膜污染阻力、去除水中

有机物所起的作用。

１试验装置与方法

１．１试验装置与流程

试验装置见图１。反应器为浸没式超滤膜反应

器，有效容积为２．８８ Ｌ。原水经蠕动泵进入反应

器，通过曝气头冲刷膜表面，底部设环流泵使水流围

绕隔板循环流动，防止粉末活性炭在膜表面沉积。

１．进水箱２．阀门３．转子流量计４．进水蠕动泵５．活性炭投加点

６．，Ｊ、型环流泵７．隔板８．曝气头９冲空纤维超滤膜

ｌＯ．压力表１１．吸水泵１２．鼓风机１３．清水箱１４菊罐

图１试验装置

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主要工艺参数：初始流量为１．２０

Ｌ／ｈ，工作压

力为一０．０１ ＭＰａ（负压抽吸），反冲洗周期为６ ｈ，反

冲洗水量为１０

Ｌ／ｈ，反冲洗气量为２５０

Ｌ／ｈ，反冲洗

时间为５ ｍｉｎ，活性炭投加量为２ ｇ／Ｌ。混凝剂采用

硫酸铝，投加量为２ ｍ∥Ｌ。

采用聚丙烯中空纤维超滤膜，膜组件工艺参数

如下：微孔平均孔径为０．０ｌ恤ｍ、外径为４５０ ｐｍ、壁

厚为０～５０¨ｍ、纵向抗拉强度为１２０

ＭＰａ、孔隙率

为４０％～５０％、破裂强度＞１．０ ＭＰａ、流量为３～４

Ｌ／ｈ、工作压力为０．０Ｉ～０．０３ ＭＰａ、长度为２００

ｍｍ。

活性炭主要参数如下：粒度为２００目、碘吸附值

为８００

ｍｇ／ｇ、亚甲基蓝吸附值为１５０

ｍｇ／ｇ、比表面

积为９５０

ｍ２／ｇ、耐磨强度为９５％、灰分为１０％、水分

为５％、ｐＨ值为５～７、密度为０．５２

ｇ／ｃｍ３、铁含量为

０．０５％。

１．２原水水质

采用模拟微污染原水，腐殖酸（ＨＡ）是原水中

天然有机物（ＮｏＭ）的主要物质，其中大分子腐殖酸

是色度的主要组成部分，试验分析了几组工艺对腐

殖酸的去除效果。

腐殖酸的配制如下：将１．Ｏ ｇ腐殖酸溶解于５

ｍＬ、浓度为２

ｍｏＬ／Ｌ的氢氧化钠溶液中，搅拌使其溶

解，然后用去离子水将其稀释至ｌ

０００

ｍＬ；稀释后放

人磁性搅拌子，用磁力搅拌器进行搅拌；搅拌２４

ｈ

后，移至棕色广口试剂瓶中，在４℃下保存并作为储

备溶液。腐殖酸浓度为１

ｇ／Ｌ。

每次过滤试验时，取５０

ｍＬ储备溶液，用去离子

水稀释至５

Ｌ作为原水。原水中腐殖酸的浓度约为

１０

ｍ∥Ｌ。多次配制的原水中溶解性总有机碳

（Ｄｏｃ）的浓度为２．８０９—３．２０７

ｍｇ／Ｌ（平均值为

２．９８１

ｍｇ／Ｌ），ＵＶ２，。为０．３０４—０．３１６ ｃｍ“（平均值

为０．３０９ ｃｍ“），２０℃时的电导率为２４．１３～２６．４５

¨Ｓ／ｃｍ（平均值为２５．６６斗Ｓ／ｃｍ）。

１．３分析仪器及方法

过膜流量采用液体转子流量计测定；跨膜压力

采用真空压力表测定；ＵＶ２５４、ｕＶ。。ｏ采用ｕＶ７５５Ｂ分

光光度计测定；ＴＯｃ采用ＴＯＣ分析仪测定；混凝采

用ＤＣ一５０６六联搅拌机。

２结果与讨论

２．１

对超滤膜透水通量的影响

董秉直等｜３１认为，最佳混凝剂投加量为２—４

ｍｇ／Ｌ，本试验中混凝剂投加量为２ ｍｇ／Ｌ。从试验可

知，仅用ＵＦ工艺去除水中有机物时，随着工艺的运

行，膜通量迅速下降，当运行１８０

ｍｉｎ时，膜通量比

由初始的１．００下降至０．６８，此时对膜进行反洗，膜

通量比恢复至０．９８，随着运行时间的延长，膜通量

又继续下降。ＰＡｃ／ｕＦ工艺运行２５０

ｍｉｎ后，膜通量

比由１．００变化为０．９０，而投加２ ｍｇ／Ｌ混凝剂与

ＰＡｃ／ｕＦ联用则大大改善了膜通量，在运行了２５０

叫ｎ后，膜通量比由初始的１．００变化为Ｏ．９８，膜通

量下降更为缓慢，因此延长了膜反洗周期。可知，投

加粉末活性炭和混凝剂均可有效地提高膜通量，这

是因为混凝将水中的胶体和溶解性有机物（如腐殖

酸）絮凝成大颗粒的矾花，活性炭吸附水中的有机

物，防止有机物在膜表面或膜孔内部吸附累积。因

此，混凝与ＰＡＣ联用能更好地改善膜通量。

２．２对超滤膜阻力的影响

从试验结果可知，投加混凝剂和ＰＡＣ都能降低

浓差极化阻力，ＵＦ、ＰＡＣ／ＵＦ、混凝／ＰＡＣ／ＵＦ工艺的

浓差极化阻力分别为（１．１５×１０。）、（０．３９９×１０６）、

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万方数据