导　　师： 张晓健

学科专业： H14

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 清华大学

摘　　要： 在我国农村地区，特别是一些经济欠发达地区地表水饮用水水源普遍受到污染；受到经济、技术和管理水平的制约，农村地区的供水安全，特别是分散式供水安全存在很大的风险。本研究中采用以浸没式超滤膜为核心，综合生物预处理、混凝、粉末炭吸附等技术的微污染水源水净化处理组合工艺。超滤膜去除水中有机污染物的效果不佳（20%以下），强化混凝预处理对提高超滤膜组合工艺去除水中腐殖酸效果明显，混凝剂投加量10mg/L时，对UV254和DOC去除率可达到85.7%和69.0%；混凝和粉末炭吸附预处理能有效提高组合工艺对受生活污染的水源水中的污染物去除效果；采用经济有效的横向流跌水曝气生物滤池作为生物预处理，适用于受污染水源的农村饮用水处理，可以有效去除氨氮（90%以上），并降低后续超滤膜处理的有机物负荷及AOC和BDOC，提高后续管网的生物稳定性；生物滤池自然充氧效果良好，水力停留时间应不小于r=r (T-20)1小时，氨氮的去除速率与水温的关系式为T20。通过采用强化的冲洗操作，浸没式超滤膜膜箱内混合液浊度可以达到20000NTU，为扩大短流程膜法净水工艺的应用范围提供了参考依据；单位膜比通量（J/J0）与过滤时间可以简化拟合为公式J/J0a exp(kt)，拟合方程中指数系数k与进水腐殖酸DOC之间存在二次项关系。混凝、粉末炭吸附预处理可以去除水中造成膜污染的疏水性物质，混凝形成的矾花可以使超滤膜表面的滤饼层结构疏松，粉末炭可以在超滤膜表面形成滤饼层的刚性骨架，从而缓解组合工艺运行过程中膜通量的下降；连续投加混凝剂和一次性投加粉末炭对提高膜通量效果较好，并可不设置混凝反应池；缩小反洗周期、增大曝气强度可以提高膜通量，化学清洗和低碱度在线化学清洗使通量恢复较好。NOM可以使水中的粘土颗粒稳定性更强，从而不容易形成多孔性的的透水性强的滤饼层，对膜通量存在负面的叠加效应，混凝预处理可以降低粘土颗粒与腐殖酸的叠加效应，并使粘土颗粒与腐殖酸同时存在的条件下通量下降速度比单纯腐殖酸时的通量下降更小，其机理是粘土颗粒改善了滤饼层结构。示范工程浸没式超滤膜组合工艺可长期稳定运行，产水率为93.8%，气水比0.31:1；单位制水成本为0.36元/m~3，其中动力费为0.02元/m~3，药剂费为0.01元/m~3，主要的费用是膜处理设备的折旧费（0.19元/m~3）和人工费（0.07元/m~3）。

关 键 词： 农村饮水 浸没式超滤膜 混凝 粉末炭 跌水曝气生物滤池

分 类 号： [TU991.2]

领　　域： [建筑科学]