外文翻译-饮用水处理通过用金属膜制成的凝固-微滤来去除天然有机物质

1、 中文4300字,2600单词，1.4万英文字符出处：LeiknesT,0degaardH,MyklebustH.Removalofnaturalorganicmatter(NOM)indrinkingwatertreatmentbycoagulationmicrofiltrationusingmetalmembranesJ.JournalofMembraneScience,2004,242(12):47-55.Removalofnaturalorganicmatter(NOM)indrinkingwatertreatmentbycoagulationmicrofiltrationusingm

2、etalmembranesToroveLeiknes,Hallvard0degaard,HVardMyklebustAbstractDrinkingwatersourcesinNorwayarecharacterizedbyhighconcentrationsofnaturalorganicmatter(NOM),lowpH,lowalkalinityandlowturbidity.TheremovalofNOMisthereforeinmanycasesageneralrequirementinproducingpotablewater.Drinkingwatertreatmentplant

3、sarecommonlydesignedwithcoagulationdirectfiltrationorwithNFspiralwoundmembraneprocesses.Thisstudyhasinvestigatedthefeasibilityandpotentialofusinginorganicmetalmicrofiltrationmembranesinasubmergedmembraneconfigurationwithcoagulationpre-treatmentfordrinkingwaterproduction.Variationsinoperatingmodesand

4、conditionsweretested,fromdead-endoperationtosemisequencingbatchoperationusingairscouringandbackwashingcyclesformembranecleaningandfoulingcontrol.Fluxesaround180LMHattransmembranepressuresbelow0.3barwhereachievedoverproductioncyclesinexcessof50h.Treatmentefficienciesingeneralshowed95%colourremoval,85

5、%UVremoval,6575%TOCremovaland95%oftruecolour,87%ofUV-absorbingcompounds,and6575%ofDOC.Aconsistenthighpermeatequalitywasachievedforallexperimentsirrespectiveofoperatingmodesinvestigated.Initialstudieswithdead-endoperationandvariationsofbackwashingandairscouringshowedthatmembranefoulingwasreversiblean

6、dprimarilycakeformation.Thiscakelayerwaseasilyre-movedwhenthemembranewascleanedextensivelyandthemembraneperformancewasreturnedtoitsinitialstate.Theperformanceofthemembranesystemwasfoundtobebestwhenoperatedinasemisequencingbatchreactormode.Twooperatingcyclesconsistingofaproductionperiodfollowedbyextr

7、actionofexcesssludgeandashortcleaningperiodcombiningbackwashingofthemembranewithpermeateandvigorousairscouringwasinvestigated.Thecyclesappliedconsistedofa10mincycle(9.5minproduction,0.5mincleaning)anda30mincycle(29minproduction,1mincleaning).Fluxesintherangeof200LMHwithTMPdevelopmentinthe0.10.4barra

8、ngeoveralongperiodwerereadilyachieved.Thelonger30mincycleappearstogiveabetterperformancewithalowerfoulingratecomparedtotheshortercycle.Fortheconditionstested,operatinginexcessof75hshowedaTMPdevelopmentfrom0.050.15barforaconstantfluxof190LMH.Giventhatthefoulingratedoesnotchange,anestimated22.5monthso

9、foperationcanbeachievedforafluxof200LMHbeforethemembranesmustbetakenoutofproductionforanextensivecleaning(physicalandchemicalprocedures).Themetalmembraneusedinthisstudyisarelativelynewproductandadetailedanalysisofinvestmentandtreatmentcostshasnotbeendone.Theoverallcapacityandperformanceofthesystemco

10、mbinedwithcostswillultimatelydetermineiftheoptionisviableonacommercialbasis.Initialresults,however,showtheprocesshasagoodpotentialofbeinganalternativemethodfordrinkingwatertreatment.Itcanalsobeappliedforredesigningandupgradingexistingcoagulationdirect-filtrationplantsbyreplacingtheconventionalsandfi

11、lters.Futureworkwillincludeinvestigatingalternativeoperatingcycles,abetterunderstandingoftheeffectofthecleaningcyclesonthesystemperformance,improvingthemembranemoduledesign,designingamoreefficientmembranereactor,andoptimizingmodesofoperationtominimizemembranefouling.AcknowledgementsTheauthorswouldli

12、ketothankHitachiMetalsLtd.,Japan,forthesupportandsupplyingthemetalmembranesheets,andKemiraChemicals,Norway,forsupplyingthecoagulants.饮用水处理通过用金属膜制成的凝固微滤来去除天然有机物质ToroveLeiknes,Hallvard0degaard,HavardMyklebust挪威科技大学，水力和环境工程系说明：Andersensvel5，N-7491特隆赫姆，挪威摘要：在挪威的饮用水源的特点是天然有机物质的浓度高，PH值低，碱度低，浊度低。因此在许多情况下用去

13、除天然有机物质的一般设备用来生产饮用水。饮用水处理工厂一般是设计凝固系统直接过滤或与纳滤膜缠绕膜过程。本研究调查显示，在饮用水生产的配置有凝固系统的预处理中使用无机金属微滤膜的可行性和潜力。对操作模式和条件的变化进行了测试，从无间歇的操作到使用空气对膜进行的周期式冲洗、反冲洗和污垢控制的半序列间歇式操作。大约180LMH的0.3bar50,除95%以上的色度、85%的紫外线、0.2NTU以下的浊度和在渗透中的可检测的悬浮体。最初的结果表明,三聚氰胺-甲醛树脂金属薄膜是一个在处理饮用水的凝固/直流过滤中令人关注的砂滤替代物。关键词：天然有机物质、凝固有微滤、金属膜1、简介大约90%的挪威饮用水的

14、供给是由地表水源提供，一般是由拥有低浊、低碱度、低硬度且由于天然有机物引起的高色度的湖水供给。在北方的气候下利用地表水源的其中一个主要问题是天然有机物和总有机碳的高浓度。必须去除天然有机物是因为有色水吸引不了消费者，它导致衣服在洗涤的时候被染色,产生气味和口味,(DBP)消毒副产物水消毒。含天然有机物质的浓聚物的饮用水的氯化，导致的卤代化合物产生，已成为人们主要关心的问题。因为在70年代早期，人们发现氯化副产物是致癌,pH,值在表格中给出。因此，去除天然有机物质是饮用水生产里的一个重要的处理手,30-80mg/LPt10mg/LPt。在挪威，最常见的饮用水处理厂的设计是基于凝固和直接过滤或纳滤

15、膜过滤过程(NF)13。混凝过滤工艺()在过去的10至15年，(NF)基础上的离子交换膜法，利用模块配置已成功地用于挪威饮用水去除天然有机物，而大约有100种膜工艺今天仍3-6bar(TMP)、2117Lm(LMH)下运作，70%。图2典型的工艺设计和流程方案。螺旋型的纳滤膜系统过去有一些缺点，即相对较低的恢复，操作压力带来的高能源消耗，天然有机物污染，次微米微粒导致需要清洁程序和按清洁规程13、14定期维护。在最近的关于不同处理工艺形式经验的TOC o 1-5 h z调查，使用膜处理水的经营者和所有者通常对膜技术的使用非常满意。然而,该调查也表示有兴趣的选择膜处理装置的设计,更多的能量这将有

16、助于通过高效污染控制减少必要的清洗频率。两种方法可以直接实现：在纳滤之前使用各种各样的原水预处理或者采用纳滤膜，不同类型的膜组件和操作选项。研究使用微滤(MF)、超滤(UF)膜()处理，减少和控制污染已经被报道过了14-7,9-11。当应用超滤(UF)、微滤(MF)时,MF膜使用。膜在饮用水处理中通常基于螺旋型系统或横流中空的纤维/管状系统。这些膜分离过程处于膜组件的驱动和装在不同的阵列设计优化过程的压力下。能源成本的要求,试图对膜血管并维持足够高的液体横流速度往往是这些系统的基本内容。能源成本要求对膜血管增加并维持高足够的液体横流速度往往是这些系统的基本内容。水膜设计提供了一种全新的一体式膜

17、设计方法应对膜组件的设计和低压工况，可以有利于总能量的需求。一体式膜工艺设计结合混凝预处理被这一研究选为是一种直接去除天然有机物的替代处理过程。由于这种膜有着化学和物理的强健性，无机金属薄膜也被选中，考虑选择的清洗污垢控制策略相比,与什么是可行的聚合物薄膜相比。本研究的目的是探讨一种可行性，即无机微滤金属膜结合凝固处理来自高色度的地表水的饮用水的潜力。低压一体式膜的模块化配置被选中与混凝预处理环节结合。金属膜由日本的日立五金股份有限公司提供。2、实验生产的原水本研究中所有的实验都在采用典型的、代表挪威原水，色度为50mg/LPt，pH=7的给水。给水水膜反应器中已经准备好使用大规模的集中了离子

18、交换处理装置的天然有机物浓缩液，通过把浓缩液混合进进自来水来组成理想的组分。分析表明，再生水显示出给水代表着自然水源。该实验中再生给水被选作维持同样的初始条件进行的所有实验，这样所有的性能在不同操作条件下就可以进行评估(HCl)被pH,pH为6.30.2。色度为50mg/LPt6.10.25mg/L浓缩碳和31.11.1m-1的紫外线254吸收率。(PAX-16)，从Kemira初步试验首先进行了混凝震动测试，找到移除NOM的最适酸碱度、混凝投药量。pH=6.30.1下，2、3、4和5mg/L试,至确定颜色去除。研究结果显示,特定用量5mg/L的铝能够去除94%的真色，87%的UV，以及71%

19、的DOC9。4-5mg/L量增加,然而,是使DOC的去除增多，同时该颗粒的电动电势形成。5mg/L剂量的铝因此被选择作为首选混凝剂投加量。随剂量的增加，该颗粒的电动电势形成从-22mV增加到+5mV。剂量相比，也被认为是有益。然而，在膜反应器中，该颗粒的平均电动电势的周围测定值-7.754.19mV。泥浓度、液压和絮凝条件，然而，其测量值接近一个有利于聚集体形成的中性的电荷。因此，所有的实验进行了在酸碱度约为6.30.2的膜反应器中加混凝剂剂量为5mg/L使用管道絮凝器维持一个飞速发展的微絮体完成了给水的絮凝。管道絮凝器(HRT)为30秒，水力梯度4005mg/L/25mg/LSS左右膜组件规

20、范膜组件的材料是由日立金属有限公司提供的，并由金属膜制成了薄板。每一个薄板都是由一个支撑层烧结金属粉末形成的膜构成的。通过使用泡点法和粒子筛选法来分析膜标孔的特点。这些方法确定的膜的标孔为0.95米和0.2米。这种膜可作为一个“开放的微量过滤膜进行分类，其中，粒度为0.2米孔径最有可能代表膜的特点。膜组件的设计以及板框采用夹层结构凡铝框，目的是保证每一个内部15支持层膜板边由两个系统建成。据帧测量，高度为430公厘，长度为270毫米，宽度为10毫米，每个模块提供一个表面积为0.1596平方米的有效的膜。研究初步调查，这条唯一的膜组件在膜反应器中的膜面积和总使用面积为0.1596平方米。一个膜反

21、应器和膜组件模块的原理图如图3所示。实验配置该膜反应器是一个长方形的容器(高=80厘米，宽=27厘米，长=30厘米)，膜组件在距离底部位置约为15厘米以上的地方。提取污泥和污泥的采样均安排在容器底。一个采样点也安装在容器中，他提取膜反应器中集中的代表样品。提取渗透液使用低真空压力泵，并将渗透油储存为反冲洗。一个真空泵能承受的最大值为0.5pa,一种粗泡曝气鼓风机和通风设备，控制空气污染和膜的冲刷清洗。2.4、实验分析实验分析了膜模块的性能，目的是防止开采过程中由于跨膜压力不断变化对操作的影响。三甲氧苄氨嘧啶的发展是将传感器连接到一个计算机辅助软件，于助熔剂的不同，需通过在线连续测量压力。Fie

22、ldPoint软件可进行系统数据采FP1000与FP-的AI-110,LabVIEW6.1的数据采集和分析程序。温度传感器会不断地记录水温。流速与流量的测量通过手动各自线转子来统计。关于膜，膜的性能污染率通过计算渗透率来确定下降率，用跨膜压力长2M,宽2M,压强1pa)理效率的测量，TOC分析仪显示所吸收的UV254,从水流中采集的样本，在膜反应器集中，并对渗透流样本进行分析。其次分析协议采用挪威标准。真彩色和UV的吸收测定了日立的U-3000分光光度计。颜色是通过测量5厘米的细胞样品在410nmUV的吸收，是用1厘米的石英细胞定义在254纳米中。通过催化湿式氧化（分析仪阿波罗9000）来分解

23、或进行有机碳（DOC）的测定。原水样品是通过一个0.45米的赛多利斯硝酸盐来分析过滤去除的颗粒物。用激光多普勒测速（库尔特440SX）分析界面动电势。通过电感耦合等离子体质谱分析测量样品中残留铝的渗透。2.5、膜清洗程序通过膜清洗实验和彼此间的清洁程序相结合的物理、化学程序进行膜清洗过程。该膜反应器的第一排干，用干净的水填充。渗透方向相反的反冲洗膜以空气与活力的联合。膜清洗机械首次使用，需轻轻刷洗并在冲洗前软刷膜的表面。次氯酸钠溶液浸泡膜组件一两个小时（200毫克/升），以去除可能有吸附在金属表面的污垢，接着用弱柠檬酸溶液浸泡，以消除所有的无机污垢和有机物。通过对干净的水通量测量来确定清理检查安泰程序的效率，重复对比较清洁的水通量测试，得出初步评估结果。3、结论结论初步结果表明，与混凝物预处理过程中使用金属膜中频有很大的电位器用于饮用水处理。混凝前用聚合氯化铝（百富-16）50毫克/L的原水为处理铂，5毫克/L的铝取消“95的真彩色，87的紫外线，吸收的化合物，以及65-751的DOC。不论以何种