مقايسه و بررسي اثر انعقاد و لخته‌سازي در حذف كدورت از آب توسط فرآيند مستغرق غشايي

Comparing and investigating the effect of coagulation and flocculation in removing turbidity from water by submerged membrane process

امروزه به‌كارگيري فرآيندهاي غشايي در تصفيه آب در حال توسعه مي‌باشد. هدف از اين مطالعه مقايسه عملكرد فرآيند غشايي مستغرق در تصفيه آب با كدورت‌هاي مختلف به‌صورت فيلتراسيون مستقيم و به‌همراه انعقاد و لخته‌سازي و تعيين مقادير بهينه پارامترهاي عملكردي آن بوده است. در اين تحقيق در ابتدا پايلوت مستغرق غشايي بدون فشار طراحي و ساخته شد. سپس توسط آزمون جارتست به بررسي منعقدكننده كلروفريك جهت انعقاد و لخته سازي در هر كدورت پرداخته شد. پارامترهاي pH و غلظت منعقدكننده كلروفريك مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا الترافيلتراسيون مستقيم و سپس فرآيند انعقاد و لخته به‌همراه فيلتراسيون غشايي به‌صورت سامانه بچ بهره‌برداري گرديد. پارامترهاي pH، غلظت منعقدكننده، شار جريان، و نحوه گرفتگي غشاها مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج آزمايشات نشان دادند كه منعقدكننده كلروفريك عملكرد مناسبي را در حذف كدورت داشته است. 8pH= نيز به‌عنوان pH بهينه انتخاب گرديد. در الترافيلتراسيون مستقيم ميزان كاهش شار در مدت زمان 8 ساعت از 45 تا 80 درصد گزارش شده است. درصدهاي حذف كدورت نيز 5/99 و نوع گرفتگي غشاءها از نوع رسوبات سطحي با قابليت برگشت پذيري مي‌باشد. انعقاد و لخته‌سازي توامان با فيلتراسيون غشايي در كدورت‌هاي كم‌تر از NTU100 بهترين عملكرد از نظر شار جريان را دارا بوده است، به‌طوري كه افت شار جريان در 8 ساعت زمان بهره‌برداري تنها 15 درصد و در كدورت‌هاي بالاي NTU200 كاهش شار جريان تا 50 درصد بوده است. تركيب انعقاد و لخته‌سازي و فرآيندهاي غشايي مستغرق بدون فشار باعث افزايش راندمان و بهبود عملكرد واحد غشايي شده است.

Nowadays, the use of membrane processes in water treatment is developing. The purpose of this study was to compare the performance of the submerged membrane process in water treatment with different turbidities in the form of direct filtration along with coagulation and flocculation and to determine the optimal values of its functional parameters. In this research, at first, a submerged membrane pilot was designed and built. Then, the FeCl3 coagulant was investigated for coagulation and flocculation in each turbidity by the jartest test. The parameters of pH and concentration of FeCl3 coagulant were investigated. First, direct ultrafiltration and then coagulation and flocculation process along with membrane filtration were used as a batch system. The parameters of pH, coagulant concentration, flux and membrane fouling were investigated. The results of the tests showed that the FeCl3 coagulant had a good performance in removing turbidity. pH = 8 was also chosen as the optimal pH. In direct ultrafiltration, the amount of flux reduction in 8 hours has been reported from 45 to 80%. The removal percentage of turbidity is also 99.5 and the type of membrane fouling is the type of surface sediments with reversibility. Coagulation and flocculation combined with membrane filtration in turbidities less than 100 NTU has the best performance in terms of flow flux, so that the drop in flux in 8 hours of operation time is only 15% and in turbidities above 200 NTU, the flux decreases. It has been up to 50%. The combination of coagulation and flocculation and submerged membrane processes without pressure has increased the efficiency and improved the performance of the membrane unit.