1.10　混凝/超濾聯(lián)合工藝

在膜分離單元之前投加混凝劑可以明顯改善膜的過濾性能并提高出水水質(zhì)。一般來說，采用混凝對過膜水樣進(jìn)行預(yù)處理主要應(yīng)用在MF和UF。混凝預(yù)處理可以明顯地提高膜通量，而提高效果取決于水樣中的天然有機(jī)物及其對膜的影響。研究表明，混凝處理主要通過以下方式來提高過膜通量^{［87，88］}。

①降低水樣中污染物的濃度，避免這些物質(zhì)進(jìn)入到膜孔內(nèi)部造成孔堵。原水水樣中含有很多細(xì)小的膠體和有機(jī)物，在膜過濾的過程中，這些細(xì)小的污染物會進(jìn)入到膜孔內(nèi)部造成膜過濾通量的下降。對水樣進(jìn)行混凝預(yù)處理時，形成的絮體會將這些細(xì)小的膠體包裹或吸附在大礬花中，礬花被膜截留在表面，從而防止小小的膠粒或有機(jī)物引起的膜污染。

②混凝能改善膜表面的濾餅層過濾性能。膜的表面濾餅層阻力隨顆粒的尺寸增大而減小。通過混凝，水樣中的細(xì)小膠體和有機(jī)物質(zhì)絮凝生成顆粒較大的礬花，降低濾餅層阻力。這是因為混凝前后濾餅層可壓縮性的變化。一般來說，天然原水雜質(zhì)形成的濾餅層可壓縮性較差，通過混凝預(yù)處理，濾餅層的壓縮性明顯提高。壓縮性較好的濾餅層比較松散、孔隙較多，而壓縮性較差的濾餅層結(jié)構(gòu)則比較緊密、密實。

③混凝預(yù)處理能改善水體中膠體和顆粒的遷移性。水體中膠體和顆粒物的遷移性能和其粒徑大小有密切的關(guān)系。尺寸較大的顆粒不易在膜表面沉積，且即使沉積在膜表面，也易于沖洗。混凝過程能夠使細(xì)小的膠體絮凝成大尺寸的顆粒，從而減少其在膜表面的沉積。

目前，混凝/MF和混凝/UF工藝主要應(yīng)用在地表水處理中，國外對混凝-膜分離聯(lián)用工藝的研究已經(jīng)有十余年，包括出水水質(zhì)、膜污染行為和機(jī)理、膜通量變化和模型及混凝預(yù)處理對膜污染的減輕作用等。但是對混凝過程中絮體特性，包括絮體的粒徑、強(qiáng)度、破碎后再生能力及分形維數(shù)等對膜污染的影響的研究還較少。本書采用混凝/超濾聯(lián)用工藝，研究了混凝預(yù)處理過程中形成的絮體特性，對后續(xù)超濾單元的膜污染行為及機(jī)理進(jìn)行了探討，為混凝/膜聯(lián)用技術(shù)的研究和應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。