試驗采用的原水為天然地表水,水溫為10.5-12.8℃,pH值為7.76-8.64,濁度為10.23-14.11NTU,CODMn為3.82-6.26mg/L,細菌總數為760個/mL。濁度測定用WGZ-200型濁度儀,CODMn用酸性高錳酸鉀法測定,pH值用PHs-3cPH計測定,細菌總數采用平板計數法。
圖1 超濾膜中試工藝流程圖
2
濁壓比
在浸沒式外壓超濾膜運行參數的調試過程中,發現膜反應池的原水濁度在一個過濾周期內的前期與末期,濁度出現大幅度降低。初步觀察表明,造成原水濁度降低只有兩種可能:⑴大量顆粒物沉降于池底或膜表面;⑵由于跨膜壓差,大量顆粒物被吸附于膜表面,造成原水濁度的大幅下降。
圖2
靜沉試驗 圖3
過濾試驗
由于膜反應池中超濾膜的填充率較高,在過濾周期內,只有接近池底的水中顆粒物沉于池底的可能性較大,而池中上部的水中顆粒物大部分會落于膜表面,極少部分會沉于池底。圖2是在池中水曝氣后濁度152.4NTU的條件下的靜沉試驗。可以看出,前30min內池水中濁度降為原來的92%左右。經過90min的靜沉后,池水濁度降為原來的90%左右?梢,原水中顆粒物的自然沉降不是過濾周期內池水濁度降低的主要原因。
由圖3可知,在15-30min時間內,過濾的同時進行曝氣,在6min內壓力僅下了0.001MPa,對壓力的恢復有限;在停止過濾后在6min內,壓力恢復初始值0.037MPa;當停止抽濾時,曝氣更有利于壓力恢復。這說明在抽濾時,超濾膜表面對顆粒物有較強的吸附力。
2.2 濁度與跨膜壓差關系
圖4為一個過濾周期的濁度與跨膜壓差變化情況,其中-3min表示上一個過濾周期的末期的濁度及壓力,33min表示下一個周期的起始濁度及壓力。在這一個過濾周期內濁度由145.8NTU降到51.0NTU,對應的壓力由0.0325MPa漲到0.049MPa。在(-3~0min)和(30~33min)兩段時間內進行曝氣,其中濁度變化為77.3~145.8NTU和51.0~141.2NTU,壓力變化為0.047~0.0325MPa和0.049~0.034MPa。
隨著過濾的進行,顆粒物不斷向膜表面運動,并吸附于膜表面及周圍,引起原水濁度的降低和跨膜壓差的升高。這兩個過濾周期的濁度變化有下降趨勢,對應的壓力變化呈上升趨勢。這說明在過濾周期內顆粒物累積形成了新的濾餅層,導致膜反應池中原水濁度下降。從圖4可看出,過濾周期內池水濁度降低與跨膜壓差的升高存在明顯的相關性。
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