為了達到日益嚴格的飲用水水質標準，美國、日本和歐洲許多發達國家用低壓超濾膜過濾取代傳統的混凝-沉淀-過濾流程。而我國目前對膜過濾在水處理方面的應用多限于直飲水處理，對直接超濾或以超濾為核心的組合工藝直接處理微污染水的研究較少。
存在(zai)于(yu)天然(ran)水體中的(de)(de)污染物(wu)(wu)(wu)(wu)總(zong)體來說可(ke)以分為三類：微生物(wu)(wu)(wu)(wu)，有機物(wu)(wu)(wu)(wu)和濁度物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。許多研(yan)究表明直接超濾(lv)具有良好(hao)的(de)(de)除濁功能和消毒作(zuo)用[1~3]，但對(dui)與消毒副產物(wu)(wu)(wu)(wu)緊密相關的(de)(de)天然(ran)有機物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)去除率一般較(jiao)低[3,4]。另(ling)一方面，有機物(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)超濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)污染遠大于(yu)濁度物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，且(qie)污染多集(ji)中于(yu)膜(mo)(mo)(mo)孔和膜(mo)(mo)(mo)表面的(de)(de)吸附(fu)，而不是象濁度物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)那樣(yang)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)表面沉積，因此(ci)，造成膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)下降快且(qie)難以通過水力(li)清洗(xi)得到恢(hui)復，從而影響了處理效率。

為(wei)了提高超(chao)濾(lv)對(dui)水中(zhong)天然有(you)機(ji)物的(de)(de)(de)去除效果，并減輕膜污(wu)染，一種(zhong)可行的(de)(de)(de)方法就(jiu)是(shi)通(tong)過各種(zhong)預(yu)處(chu)(chu)理改變(bian)水中(zhong)污(wu)染物的(de)(de)(de)表(biao)面性(xing)質和存在形態(tai)[5~8]。其中(zhong)混(hun)凝(ning)預(yu)處(chu)(chu)理由于(yu)簡便、易(yi)行，與超(chao)濾(lv)組(zu)合去除水中(zhong)污(wu)染物的(de)(de)(de)工(gong)藝受到了關注。鑒于(yu)目(mu)前對(dui)該(gai)組(zu)合工(gong)藝的(de)(de)(de)特點(dian)和控制方法的(de)(de)(de)研究尚(shang)不深(shen)入，我們針對(dui)水中(zhong)天然有(you)機(ji)物的(de)(de)(de)代表(biao)性(xing)物質-腐植酸(suan)，利用國(guo)產超(chao)濾(lv)膜進行了直接超(chao)濾(lv)和混(hun)凝(ning)-超(chao)濾(lv)組(zu)合工(gong)藝的(de)(de)(de)試驗研究。

1 試驗方法

1.1 試驗裝置

本研(yan)究采用(yong)的(de)混(hun)凝(ning)(ning)-超濾組合工藝(yi)的(de)流程如圖1所(suo)示(shi)。原水(shui)直接超濾時(shi)無須投加混(hun)凝(ning)(ning)劑。超濾組件(jian)采用(yong)截留分子量為十萬的(de)國產中(zhong)空纖維膜，材(cai)質(zhi)為聚丙烯(xi)腈（PAN），加壓(ya)方式(shi)(shi)為內(nei)壓(ya)式(shi)(shi)，膜組件(jian)處理能力為109L/m2h。

1.2 試驗方法

濁度原水用高嶺土配制到15NTU左右，向原水中加入天然湖水，使原水具有一定的細菌濃度。微污染原水是用從西安市附近湖泊底泥中提取的天然腐植酸，經0.45mm濾膜去除水中懸浮性雜質后的原液配制，溶解性有機碳（DOC）濃度為5mg/L，相當于一般微污染原水的水平。試驗分為兩種工藝：一是原水直接超濾；二是混凝-超濾組合，混凝劑采用精制硫酸鋁（Al2(SO4)3·18H2O），投藥量以鋁離子濃度計為3.5mg/L，采用泵前投藥，水泵混合和管式混合器混凝，停留時間為1min左右，G值為10s-1，屬于微絮凝條件。加藥后原水的pH為7，為了比較不同pH對處理效果的影響，增加了一組加藥后pH為5的試驗。
1.3 分析方法
（1） 濁度：利用上海自來水公司產SZD-2型智能化散射光濁度儀測定，單位以NTU表示。
（2） 細菌總數的測定采用平板稀釋法。
（3） 有(you)機(ji)物濃度分析

DOC：提取的天然腐植酸通過0.45mm濾膜(mo)過濾后(hou)，原液中的總有機(ji)(ji)碳(tan)（TOC）即表示溶解性有機(ji)(ji)物濃度DOC。利用日(ri)本島津公司產TOC-5000A總有機(ji)(ji)碳(tan)分析儀測定(ding)。

UV254：水中的天然有機物通常在254nm的波長處出現吸收峰，用該波長下的消光度可以間接表示有機物的濃度，并作為評價NOM總量的指標之一。利用上海儀器分析總廠751G型紫外分光光度計測定。
（4） 混凝(ning)顆粒(li)ζ電位分析

利用日本Microtech Nichion公司產ZC-2000型Zeta電位儀測得原水ζ電位為-28.5mv，在3.5mg/L鋁離子濃度的投藥量和兩種pH條件下，混凝后顆粒的ζ電位都保持在0mV左右。
（5） 高效液(ye)相(xiang)色譜（HPLC）分(fen)析

利(li)用(yong)日本(ben)島津(jin)公司產LC-9A高(gao)效液相色(se)譜(pu)儀，色(se)譜(pu)柱(zhu)為日立W520型，分(fen)子量界(jie)限為6000 Da左右，配用(yong)UV檢測器（波長254nm）對(dui)原水以及直接超濾(lv)(lv)處理(li)水和(he)混凝-超濾(lv)(lv)組合工(gong)藝(yi)處理(li)水進行液相色(se)譜(pu)分(fen)析，以考察(cha)兩種不同工(gong)藝(yi)對(dui)不同分(fen)子量分(fen)布溶(rong)解(jie)性有機物(wu)的去除情(qing)況(kuang)。

1.4 試(shi)驗數據(ju)處(chu)理方法

超濾膜的平均半透(tou)膜壓通過(guo)Tutujian公式計算：

Ptm=[(Pi + Po)/2] - Pp　　　　 (1)

式中Ptm 為半透膜壓；Pi 為膜組件進口處的壓力；Po為膜組件出口處的壓力；Pp為滲透液壓力。
為(wei)了(le)區分膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)引起的(de)(de)(de)(de)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)(tou)通(tong)量(liang)(liang)(liang)下(xia)降與溫度(du)對膜(mo)通(tong)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，本試驗關于半透(tou)(tou)(tou)(tou)膜(mo)通(tong)量(liang)(liang)(liang)均統一(yi)到20℃的(de)(de)(de)(de)通(tong)量(liang)(liang)(liang)值。在(zai)壓(ya)(ya)力保持恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)，通(tong)量(liang)(liang)(liang)表(biao)示膜(mo)的(de)(de)(de)(de)產水量(liang)(liang)(liang)，從其變化可(ke)了(le)解膜(mo)的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)狀況(kuang)，而比(bi)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)(tou)通(tong)量(liang)(liang)(liang)Kw，即通(tong)量(liang)(liang)(liang)與半透(tou)(tou)(tou)(tou)膜(mo)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)比(bi)值，可(ke)在(zai)無需保持壓(ya)(ya)力恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)用以(yi)監測膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)狀況(kuang)。將(jiang)任(ren)一(yi)時刻的(de)(de)(de)(de)比(bi)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)(tou)通(tong)量(liang)(liang)(liang)除以(yi)膜(mo)初(chu)始(shi)的(de)(de)(de)(de)比(bi)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)(tou)通(tong)量(liang)(liang)(liang)，能(neng)更明確(que)地表(biao)示膜(mo)通(tong)量(liang)(liang)(liang)下(xia)降情況(kuang)，稱之為(wei)正規化比(bi)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)(tou)通(tong)量(liang)(liang)(liang)，其值用百分數表(biao)示。

2 試驗結果

2.1　濁度的去除

超濾(lv)出水(shui)濁(zhuo)度(du)的變化情(qing)況(kuang)如(ru)圖2所示，原(yuan)水(shui)濁(zhuo)度(du)在13NTU～21NTU的范圍內，出水(shui)濁(zhuo)度(du)≤0.05NTU，說(shuo)明(ming)超濾(lv)膜(mo)對濁(zhuo)度(du)物質幾乎能夠完全截(jie)留。圖中回流水(shui)濁(zhuo)度(du)略高于(yu)原(yuan)水(shui)濁(zhuo)度(du)，說(shuo)明(ming)膜(mo)面截(jie)留雜質受(shou)回流水(shui)沖刷部分剝離，減輕了(le)膜(mo)污染(ran)。

2.2　除菌作用

在濁(zhuo)度水(shui)直接超(chao)濾試驗中，對原(yuan)水(shui)和滲透(tou)(tou)(tou)液(ye)的細(xi)菌(jun)總(zong)數進行了測定，其結果見表1。當(dang)原(yuan)水(shui)細(xi)菌(jun)總(zong)數為(wei)數十(shi)cfu（colony forming unit）時，滲透(tou)(tou)(tou)液(ye)細(xi)菌(jun)總(zong)數為(wei)0；當(dang)原(yuan)水(shui)細(xi)菌(jun)總(zong)數為(wei)550～1500cfu/mL時，滲透(tou)(tou)(tou)液(ye)細(xi)菌(jun)總(zong)數為(wei)1cfu/mL，去除率均在99%以上。我國現行飲用水(shui)質標準(zhun)規定了細(xi)菌(jun)總(zong)數為(wei)100cfu/mL，建(jian)設部最近頒發的直飲水(shui)水(shui)質標準(zhun)的細(xi)菌(jun)總(zong)數為(wei)50cfu/mL[9]，超(chao)濾滲透(tou)(tou)(tou)液(ye)的細(xi)菌(jun)總(zong)數完全可以達到飲用水(shui)的細(xi)菌(jun)學要求。

2.3 DOC和UV254的去除

以DOC和(he)UV254代表的有機(ji)(ji)物去(qu)除狀況如圖3，圖4所示(shi)。從圖中可(ke)以明(ming)(ming)顯看到(dao)(dao)經混凝預(yu)處理(li)后(hou)，特別是在(zai)pH=7的條件(jian)下，有機(ji)(ji)物的去(qu)除率(lv)明(ming)(ming)顯提(ti)高(gao)(gao)，與直(zhi)接(jie)超(chao)濾相比，DOC去(qu)除率(lv)從28%提(ti)高(gao)(gao)到(dao)(dao)53%，UV254去(qu)除率(lv)從40%提(ti)高(gao)(gao)到(dao)(dao)78%。

2.4 處理前后(hou)有機(ji)物(wu)分(fen)子量(liang)分(fen)布(bu)

用高(gao)效(xiao)液相色譜(pu)(pu)（HPLC）測得的(de)(de)(de)原水和處(chu)理(li)水的(de)(de)(de)譜(pu)(pu)圖(tu)如圖(tu)5，圖(tu)6所示，根據Tambo和Kamei的(de)(de)(de)研究[10]，日立W520型(xing)色譜(pu)(pu)柱的(de)(de)(de)流出時間與腐(fu)植酸分(fen)子量(liang)之間存在對(dui)應(ying)關系，如表2第1，2行所示。由HPLC譜(pu)(pu)圖(tu)的(de)(de)(de)吸收峰面積對(dui)不同處(chu)理(li)條(tiao)件下(xia)各分(fen)子量(liang)范圍的(de)(de)(de)有機物(wu)去除(chu)率進行計算(suan)的(de)(de)(de)結(jie)果也在表2中列(lie)出。

從(cong)(cong)圖5、圖6和表2可知，直接超濾對于(yu)(yu)分(fen)子量(liang)(liang)(liang)大于(yu)(yu)6000Da的(de)溶(rong)解性有(you)機(ji)物基本(ben)上全部(bu)去(qu)除(chu)(chu)；但對小于(yu)(yu)6000Da的(de)有(you)機(ji)物去(qu)除(chu)(chu)率(lv)很低(di)。pH=7條件下的(de)混凝-超濾工藝則大大提(ti)(ti)高了(le)分(fen)子量(liang)(liang)(liang)小于(yu)(yu)6000Da有(you)機(ji)物的(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)，其中分(fen)子量(liang)(liang)(liang)在6000～3000Da的(de)有(you)機(ji)物去(qu)除(chu)(chu)率(lv)從(cong)(cong)6.7%提(ti)(ti)高到72%，分(fen)子量(liang)(liang)(liang)在3000～1000Da的(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)從(cong)(cong)6.4%提(ti)(ti)高到48.7%，分(fen)子量(liang)(liang)(liang)低(di)于(yu)(yu)1000Da的(de)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)從(cong)(cong)1.5%提(ti)(ti)高到33%，總去(qu)除(chu)(chu)率(lv)從(cong)(cong)6.1%提(ti)(ti)高到59.3%。

2.3 滲透通量(liang)和壓力的變化

膜(mo)污染狀況可通過(guo)正(zheng)規化(hua)比滲(shen)透通量（圖(tu)7），超濾膜(mo)進(jin)出口壓差（圖(tu)8）和半透膜(mo)壓（圖(tu)9）隨過(guo)濾時間的變化(hua)來討(tao)論(lun)。

從圖7中明顯(xian)看到在(zai)連續超濾(lv)試驗中，直接超濾(lv)工藝滲透通量(liang)下(xia)降很(hen)快，2.5h后下(xia)降了60%，10h后下(xia)降了75%；pH5的混凝(ning)(ning)預處理(li)條件下(xia)滲透通量(liang)略有(you)下(xia)降；而pH7的混凝(ning)(ning)預處理(li)條件下(xia)滲透通量(liang)幾乎沒有(you)變化。

超濾膜(mo)進出口壓(ya)(ya)(ya)差反(fan)映了膜(mo)表面沉積層(ceng)的(de)狀況，從圖8中(zhong)看到(dao)在10h的(de)連(lian)續(xu)超濾試(shi)驗中(zhong)，不(bu)加(jia)混(hun)凝預處理的(de)超濾膜(mo)進出口壓(ya)(ya)(ya)差未發生明顯(xian)變化。在pH5的(de)混(hun)凝預處理條件下，壓(ya)(ya)(ya)差從10KPa增(zeng)加(jia)到(dao)20KPa；pH7時(shi)，前4h內壓(ya)(ya)(ya)差增(zeng)加(jia)較(jiao)(jiao)慢，從10KPa增(zeng)加(jia)到(dao)16KPa，4 h后壓(ya)(ya)(ya)差增(zeng)加(jia)較(jiao)(jiao)快，10h后增(zeng)加(jia)到(dao)50KPa左右。

超(chao)(chao)濾(lv)(lv)半(ban)(ban)(ban)透膜壓(ya)的(de)(de)變化反映(ying)了膜污染阻力的(de)(de)變化，從圖9中看到天然有機物直(zhi)接(jie)超(chao)(chao)濾(lv)(lv)的(de)(de)半(ban)(ban)(ban)透膜壓(ya)雖然在(zai)過(guo)濾(lv)(lv)開(kai)始時最小(xiao)，但(dan)在(zai)過(guo)濾(lv)(lv)1h后就超(chao)(chao)過(guo)了混(hun)凝(ning)(ning)-超(chao)(chao)濾(lv)(lv)組(zu)合工藝的(de)(de)半(ban)(ban)(ban)透膜壓(ya)。在(zai)pH5的(de)(de)混(hun)凝(ning)(ning)預處理條件下，超(chao)(chao)濾(lv)(lv)半(ban)(ban)(ban)透膜壓(ya)呈(cheng)等(deng)速(su)增加(jia)的(de)(de)趨勢，pH=7的(de)(de)混(hun)凝(ning)(ning)預處理條件下，超(chao)(chao)濾(lv)(lv)半(ban)(ban)(ban)透膜壓(ya)先略有降(jiang)低(di)，在(zai)過(guo)濾(lv)(lv)4h后又有所增加(jia)，但(dan)總的(de)(de)增長(chang)幅(fu)度小(xiao)于pH5的(de)(de)情況。

3 討論

3.1 混凝-超(chao)濾(lv)組合(he)工藝對天然(ran)有機物的去除功(gong)效

本研(yan)究采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)超濾(lv)(lv)(lv)(lv)膜的(de)(de)(de)(de)(de)截(jie)留分(fen)(fen)(fen)子(zi)量(liang)為1×106Da，直接超濾(lv)(lv)(lv)(lv)條(tiao)件(jian)下對(dui)腐植酸的(de)(de)(de)(de)(de)DOC和(he)UV254的(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)均(jun)很低。從圖(tu)5可(ke)以看(kan)到，直接超濾(lv)(lv)(lv)(lv)對(dui)HPLC流出時(shi)間(jian)大于32min，即分(fen)(fen)(fen)子(zi)量(liang)小于6000Da的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)幾乎不能(neng)(neng)去除(chu)(chu)(chu)。經混(hun)凝(ning)(ning)(ning)預(yu)處理后，DOC和(he)UV254的(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)均(jun)大幅度(du)(du)提高，尤其是分(fen)(fen)(fen)子(zi)量(liang)小于6000Da的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)增加更為明顯。在pH7的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下，對(dui)同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐植酸進行常規的(de)(de)(de)(de)(de)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)-沉(chen)淀-過濾(lv)(lv)(lv)(lv)處理后DOC和(he)UV254的(de)(de)(de)(de)(de)最大去除(chu)(chu)(chu)率(lv)分(fen)(fen)(fen)別為40%和(he)70%[11]，而(er)(er)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)-超濾(lv)(lv)(lv)(lv)組合工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)相應去除(chu)(chu)(chu)率(lv)可(ke)分(fen)(fen)(fen)別達到53%和(he)78%。這(zhe)一(yi)結果說明混(hun)凝(ning)(ning)(ning)-超濾(lv)(lv)(lv)(lv)組合工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)功效(xiao)在于：（1）通過混(hun)凝(ning)(ning)(ning)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)使有(you)(you)機(ji)物(wu)生成微絮體而(er)(er)改善了(le)其分(fen)(fen)(fen)離(li)性(xing)(xing)能(neng)(neng)；（2）通過超濾(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)使水(shui)中可(ke)凝(ning)(ning)(ning)聚性(xing)(xing)有(you)(you)機(ji)物(wu)得到最大限度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)。需要指出的(de)(de)(de)(de)(de)是本研(yan)究采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)HPLC色譜(pu)柱主要適用(yong)(yong)于對(dui)分(fen)(fen)(fen)子(zi)量(liang)小于6000Da有(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)定量(liang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)，而(er)(er)對(dui)較大分(fen)(fen)(fen)子(zi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)難以準確測(ce)定，因此，表2中根據譜(pu)圖(tu)計算的(de)(de)(de)(de)(de)總去除(chu)(chu)(chu)率(lv)比實際UV254的(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)低。

3.2 混凝預處理對膜污染的緩解作(zuo)用

從(cong)(cong)圖7至圖9可以(yi)看(kan)到，混凝(ning)(ning)-超濾(lv)組(zu)合(he)工藝使膜滲透通(tong)量(liang)基本上(shang)保(bao)持不(bu)變，從(cong)(cong)而保(bao)證了(le)(le)處理裝置的產水量(liang)。與直接超濾(lv)相比，半透膜壓(ya)增長(chang)緩慢，但壓(ya)差增長(chang)加快(kuai)，說明(ming)膜表(biao)面濾(lv)餅(bing)層(ceng)形成較快(kuai)。表(biao)面濾(lv)餅(bing)層(ceng)通(tong)常可通(tong)過水力反沖洗剝離，使膜過濾(lv)性能(neng)得到恢復。因此，混凝(ning)(ning)預(yu)處理對膜污(wu)染起到了(le)(le)很(hen)好(hao)的緩解作用。

(1) 減少污(wu)染物(wu)進(jin)入膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔：直(zhi)接超(chao)濾的(de)污(wu)染主要是在膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔內的(de)吸(xi)附(fu)(fu)，過濾阻(zu)力也主要來自于(yu)孔內吸(xi)附(fu)(fu)污(wu)染物(wu)的(de)阻(zu)力。水中(zhong)天然(ran)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)尤(you)其(qi)是小分子(zi)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)在膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔內的(de)吸(xi)附(fu)(fu)對膜(mo)(mo)(mo)(mo)形成了不(bu)可逆污(wu)染，使膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)滲(shen)透通量下降很快。而通過混(hun)凝(ning)預處理小分子(zi)溶解性有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)聚集或(huo)吸(xi)附(fu)(fu)在金屬(shu)氫(qing)氧(yang)化物(wu)上(shang)形成絮體。這些絮體在膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面被截(jie)留，不(bu)能進(jin)入膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔內。

(2) 改善膜表面(mian)沉積(ji)層(ceng)的性(xing)質：由(you)Carman-kozeny方程(cheng)可知，膜表面(mian)沉積(ji)層(ceng)的比阻ac隨顆(ke)粒尺寸d和(he)孔隙率增(zeng)大而減小。經(jing)過混(hun)凝(ning)預處理顆(ke)粒尺寸增(zeng)大，形成(cheng)的濾餅層(ceng)阻力減小，滲透通量增(zeng)大。

(3) 提(ti)高顆(ke)粒(li)的(de)反(fan)向(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)：顆(ke)粒(li)在水中通過對(dui)流靠(kao)近膜(mo)表(biao)面，通過反(fan)向(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)遠離膜(mo)表(biao)面。反(fan)向(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)原(yuan)理在于布朗(lang)擴(kuo)散，慣性提(ti)升和(he)剪切擴(kuo)散。布朗(lang)擴(kuo)散隨(sui)顆(ke)粒(li)尺(chi)寸增(zeng)(zeng)大(da)而減小，慣性提(ti)升和(he)剪切擴(kuo)散隨(sui)顆(ke)粒(li)尺(chi)寸增(zeng)(zeng)大(da)而增(zeng)(zeng)大(da)，三種反(fan)向(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)速度(du)都與顆(ke)粒(li)直(zhi)徑有關。經混(hun)凝預處理后顆(ke)粒(li)直(zhi)徑增(zeng)(zeng)大(da)，總的(de)反(fan)向(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)速度(du)隨(sui)之增(zeng)(zeng)大(da)，從而減輕了有機(ji)物在膜(mo)表(biao)面的(de)吸(xi)附沉積，增(zeng)(zeng)大(da)了滲(shen)透通量。

3.3 pH對混(hun)凝-超濾組合工藝處理效果(guo)的(de)影(ying)響

鋁(lv)鹽(yan)的(de)(de)水(shui)解產(chan)(chan)物受投藥量和溶(rong)液pH兩個因素的(de)(de)影響。在(zai)低(di)腐植(zhi)(zhi)酸濃(nong)度的(de)(de)條件(jian)下，pH7左(zuo)右并(bing)達到一定(ding)投藥量時(shi)，無定(ding)形Al(OH)3通(tong)常是主要(yao)水(shui)解產(chan)(chan)物，腐植(zhi)(zhi)酸通(tong)過(guo)Al(OH)3的(de)(de)卷掃混凝作(zuo)用，形成(cheng)較(jiao)為(wei)疏松的(de)(de)微絮(xu)體(ti)。pH5左(zuo)右時(shi)鋁(lv)鹽(yan)水(shui)解產(chan)(chan)物通(tong)常具有較(jiao)高的(de)(de)正電荷[12]，與腐植(zhi)(zhi)酸相互(hu)作(zuo)用發生(sheng)吸(xi)附電中和或形成(cheng)腐植(zhi)(zhi)酸與鋁(lv)的(de)(de)絡(luo)合物（aluminum-humate），此(ci)時(shi)形成(cheng)的(de)(de)顆粒較(jiao)前者密(mi)實。從前面的(de)(de)討論可知，在(zai)pH7的(de)(de)條件(jian)下通(tong)過(guo)卷掃混凝形成(cheng)的(de)(de)疏松絮(xu)體(ti)對超濾膜過(guo)濾更為(wei)有利。天然水(shui)體(ti)的(de)(de)pH值一般多在(zai)中性范(fan)圍，因此(ci)該工藝更有利于(yu)實際應用。

4 結論

(1) 超(chao)濾膜具有良好(hao)的(de)(de)除濁(zhuo)(zhuo)功(gong)能，在原水(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)幾個NTU到幾十個NTU的(de)(de)范圍內，出(chu)水(shui)濁(zhuo)(zhuo)度(du)小于0.05NTU。

(2) 超濾(lv)膜具(ju)有良(liang)好的滅菌(jun)(jun)(jun)、消毒作(zuo)用。細(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)總(zong)(zong)數的去除率大(da)于(yu)99%，在原水(shui)細(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)總(zong)(zong)數≤1500cfu/mL的條件下，處理(li)水(shui)細(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)總(zong)(zong)數≤1cfu/mL。

(3) 與原(yuan)水直接超濾相比(bi)，混(hun)凝-超濾組合(he)工(gong)藝對(dui)溶解性天(tian)然有機(ji)物(wu)的(de)去除率較高(gao)，DOC去除率從(cong)(cong)28%提(ti)高(gao)到(dao)53%，U254去除率從(cong)(cong)40%提(ti)高(gao)到(dao)78%，尤其(qi)是對(dui)分子(zi)量(liang)低于6000Da有機(ji)物(wu)的(de)去除率提(ti)高(gao)幅度更大，分子(zi)量(liang)在(zai)6000～3000Da的(de)有機(ji)物(wu)去除率從(cong)(cong)6.7%提(ti)高(gao)到(dao)72%，分子(zi)量(liang)在(zai)3000～1000Da的(de)去除率從(cong)(cong)6.4%提(ti)高(gao)到(dao)48.7%，分子(zi)量(liang)低于1000Da的(de)去除率從(cong)(cong)1.5%提(ti)高(gao)到(dao)33%。

(4) 混凝預處(chu)理使小分子有機物結合(he)成微絮體(ti)，降低了污(wu)染物在膜孔中(zhong)吸附引起的膜污(wu)染，而微絮體(ti)在膜表面沉積形(xing)成濾(lv)餅層成為(wei)主要過濾(lv)機理，從而使超濾(lv)保持高滲透(tou)通量。

(5) 混(hun)凝(ning)-超(chao)濾(lv)(lv)組合(he)工藝(yi)的最佳條件為pH7，此時通過卷掃混(hun)凝(ning)形(xing)成較為疏松的絮體濾(lv)(lv)餅層，對超(chao)濾(lv)(lv)膜(mo)過濾(lv)(lv)操(cao)作有利(li)。

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