[00133915]新型膜法饮用水优质高效处理工艺技术研究

饮用水安全对人类社会发展至关重要,水源污染及水质标准的提高已经对常规饮用水净化工艺提出了极大挑战。天津地区饮用水水源污染无论在规模上还是在水质指标上都表现出其独有的特征,完全参照国内外已有的饮用水处理工艺并适合,研究新型优质、高效饮用水净化工艺对于保障未来天津地区饮用水水质的安全性意义重大。 本项目针对天津地区水源水质特征及常规工艺缺陷,选择天然有机物、氨氮及藻类等传统净水工艺较难去除的污染物作为目标污染物,提出适用于微污染水源水,以“接触微絮凝-压力响应膜过滤反应器”（CMC-RPMR）为核心的新型净水工艺;探讨了NOM组分特性和絮体特征对RPM膜污染的影响机理,基于RPM的“可变孔”特性,建立了RPM膜污染控制及清洗技术,改变传统膜材料孔内不可逆污染难以清除的弊端;考察了CMC-RPMR工艺对目标污染物的去除效果,并进行了工艺参数优化,与普通混凝-膜过滤工艺相比,组合工艺吨水药耗降低68.7%、总体吨水能耗降低19%,产水率提高13.4%;分别针对不同目标污染物,提出了生物活性炭-RPMR、磁树脂-RPMR和预氧化-RPMR三种应急处理工艺,并获得了最佳工艺参数;建成处理规模为100m3/d的现场中试平台,系统运行稳定,出水主要水质指标达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）。 本项目的创新性和突破主要体现在：首次将压力响应膜应用于饮用水净化领域,提出适用于包括天津在内我国北方地区微污染水源特征的“CMC-RPMR”常规饮用水净化新工艺,和生物活性炭-RPMR、磁树脂-RPMR、预氧化-RPMR三种应急饮用水净化新工艺,在深入研究工艺对天然有机物、氨氮及藻类三种目标污染物去除机理的同时,对工艺参数进行了系统优化,建立了完备的膜法饮用水净化安全保障工艺工程化技术体系;结合压力响应膜的“可变孔”特性,提出压力响应膜污染控制及清洗技术,改变传统膜材料孔内不可逆污染难以清除的弊端。通过有效减缓膜污染,CMC-RPMR新工艺与普通混凝-膜过滤工艺相比,吨水药耗降低68.7%、总体吨水能耗降低19%,产水率提高13.4%。 本项目属于社会公益型项目,不产生销售利润。项目期间在山东泰安三合水厂建成了一套100m3/d中试系统,系统对比了CMC-RPMR组合工艺和常规混凝膜过滤工艺的运行经济指标。与普通混凝-膜过滤工艺相比,CMC-RPMR组合工艺系统收率提高4.1%,吨水药耗降低68.7%,吨水能耗下降19%,产水率较提高13.4%;普通超滤系统的化学清洗周期一般为15天左右,而本系统为30天,清洗周期延长约一倍;连续运行9个月期间,中试系统对CODMn、浊度、色度、NH3-N和藻类的平均去除率分别达到64%、99%、74%、30%和99%,出水指标达到国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。 本项目在规定时间内完成了合同相关要求,实现了完备的膜法饮用水净化安全保障工艺工程化技术,为优质与高效的饮用水工艺提供可靠技术保障。项目成果对我国北方地区的饮用水安全保障工艺也具有一定的普遍性和适用性,对于我国膜法饮用水处理技术的提升也有巨大的促进作用。