1.10　混凝/超滤联合工艺

在膜分离单元之前投加混凝剂可以明显改善膜的过滤性能并提高出水水质。一般来说，采用混凝对过膜水样进行预处理主要应用在MF和UF。混凝预处理可以明显地提高膜通量，而提高效果取决于水样中的天然有机物及其对膜的影响。研究表明，混凝处理主要通过以下方式来提高过膜通量^{［87，88］}。

①降低水样中污染物的浓度，避免这些物质进入到膜孔内部造成孔堵。原水水样中含有很多细小的胶体和有机物，在膜过滤的过程中，这些细小的污染物会进入到膜孔内部造成膜过滤通量的下降。对水样进行混凝预处理时，形成的絮体会将这些细小的胶体包裹或吸附在大矾花中，矾花被膜截留在表面，从而防止小小的胶粒或有机物引起的膜污染。

②混凝能改善膜表面的滤饼层过滤性能。膜的表面滤饼层阻力随颗粒的尺寸增大而减小。通过混凝，水样中的细小胶体和有机物质絮凝生成颗粒较大的矾花，降低滤饼层阻力。这是因为混凝前后滤饼层可压缩性的变化。一般来说，天然原水杂质形成的滤饼层可压缩性较差，通过混凝预处理，滤饼层的压缩性明显提高。压缩性较好的滤饼层比较松散、孔隙较多，而压缩性较差的滤饼层结构则比较紧密、密实。

③混凝预处理能改善水体中胶体和颗粒的迁移性。水体中胶体和颗粒物的迁移性能和其粒径大小有密切的关系。尺寸较大的颗粒不易在膜表面沉积，且即使沉积在膜表面，也易于冲洗。混凝过程能够使细小的胶体絮凝成大尺寸的颗粒，从而减少其在膜表面的沉积。

目前，混凝/MF和混凝/UF工艺主要应用在地表水处理中，国外对混凝-膜分离联用工艺的研究已经有十余年，包括出水水质、膜污染行为和机理、膜通量变化和模型及混凝预处理对膜污染的减轻作用等。但是对混凝过程中絮体特性，包括絮体的粒径、强度、破碎后再生能力及分形维数等对膜污染的影响的研究还较少。本书采用混凝/超滤联用工艺，研究了混凝预处理过程中形成的絮体特性，对后续超滤单元的膜污染行为及机理进行了探讨，为混凝/膜联用技术的研究和应用提供了理论基础。