随着饮用水平安保证需求的提升，以臭氧-活性炭滤池为代表的深度处置工艺得到普遍应用，这使水厂反冲洗废水量进一步增加。目前国内大多水厂将反冲洗废水直接排放，而对活性炭滤池反冲洗废水实行处置与应用，一方面能够提升水厂对水源水的应用率，另一方面能够降低废水的排放量，从而对环境的维护、水资源的节约以及节水型社会的建立具有重要意义。

　　近年来，超滤工艺普遍应用于饮用水处置与生活和工业废水处理中，但膜污染成为其推行应用的瓶颈问题。平板陶瓷膜较有机膜抗污染水平高，而且易清洗，运用寿命长。因而，采用平板陶瓷膜超滤工艺对活性炭滤池反冲洗废水实行处置极具技术可行性。

　　活性炭滤池反冲洗废水水质特性复杂，想要完成超滤完整净化回用，保证生物和化学平安性以及控制运转过程中的膜污染，必需要组合一定的预处置工艺。董岳等采用混凝-超滤的办法来处置活性炭滤池反冲洗水，李平波等采用混凝-粉末活性炭-超滤工艺对滤池反冲洗水实行处置，WANGH等采用预氧化减少饮用水再应用过程中的膜污染问题。但少有人采用混凝-臭氧-超滤的办法来处置活性炭滤池反冲洗废水，关注消毒副产物前体物和嗅味物质去除效果的研讨也较少。因而，本文采用混凝-臭氧-超滤组合工艺，对苏州某水厂活性炭滤池反冲洗废水实行处置，研讨组合工艺对各项指标的净化效能，以期为水厂反冲洗废水的处置提供理论根据与技术支撑。

　　一、资料与办法

　　1.1 实验水样

　　苏州某水厂活性炭滤池共10座，日处置量30万t，反冲洗周期为7d，反冲洗程序为气冲5min、静置3min、水冲6min。其中气冲强度为35~36m3/(m2·h)，水冲强度为17~18m3/(m2·h)。将水厂活性炭滤池反冲洗废水作为实验水样。实验水样常规水质参数见表1。由表1能够看出，活性炭滤池反冲洗废水特性为高浊度与高有机物含量并存，且微生物含量也较高。

　　1.2 实验设备与流程

　　采用小试实验实行研讨，实验设备见图1。

　　实验流程院淤在反冲洗废水中不投加任何药剂与处置，直接经过超滤膜组件实行实验，于在反冲洗废水中投加15mg/L硫酸铝，经过混凝沉淀10min后，再由2mg/L臭氧氧化，接触时间为20min，最后由爬动泵吸入膜池中实行超滤实验。2个流程的超滤实验均在通量为25L/(h·m2)下运转，每30min对膜组件实行物理反冲洗1min，反冲洗包括水洗和曝气，冲洗强度为60L/(h·m2)，气水比为150：1。当跨膜压差到达55kPa时，实行化学清洗。膜组件在200mg/L的NaOH溶液中浸泡10h，之后用清水反冲5min。

　　1.3 超滤膜规格和性能

　　实验中采用的超滤膜是平板陶瓷膜，过滤方式为负压抽吸。平板陶瓷膜的规格和性能见表2。

　　1.4 检测办法

　　(1)常规指标

　　pH值和浊度分别由pH计和便携式浊度仪测得，将水样经过0.45μm膜处置后，CODMn采用高锰酸钾滴定法，UV254在波长254的分光光度计下测定吸光值，DOC由TOC检测仪检测，颗粒物浓度运用IBR颗粒计数仪。

　　(2)微生物指标

　　菌落总数参考《水和废水监测剖析办法》最新版测定，由于水样中细菌浓渡过高，先将水样按请求稀释一定倍数，取稀释后的1mL参加营养琼脂培育，于37℃培育48h后计数构成菌落后计数。大肠菌群采用国度规范检测三步法。浮游动物选取剑水蚤为典型浮游动物，采用直接过滤办法，过滤后直接计数。

　　(3)消毒副产物生成势

　　消毒副产物生成势实验参考文献办法，消毒剂选用次氯酸钠溶液。检测办法参照USEPA551.1，生成的三氯甲烷、二氯乙腈和二氯乙酰胺经过液液萃取后用气候色谱-微电子捕捉检测器实行检测。

　　(4)土嗅素(GSM)和2-甲基异茨醇(MIB)实验采用气相色谱法对水样中的MIB和GSM实行剖析，剖析办法参考文献办法。

　　(5)超滤膜运转跨膜压差采用压力传感器将超滤运转时的压力信号转化为电信号，电信号由电子记载仪自动记载，数据用origin处置。

　　二、结果与讨论

　　2.1 对浊度和颗粒数的净化效能

　　超滤工艺过程中浊度和颗粒数的变化状况见表3和图2。由表3和图2可知，无论超滤膜前能否存在混凝-臭氧氧化的预处置，超滤膜后颗粒数都远远少于膜前的颗粒数，出水浊度均小于1NTU，满足GB5749-2006《生活饮用水卫生规范》。由此能够得出，超滤工艺对反冲洗水中的浊度和颗粒数有很好的去除效果，同时这也意味着过多的颗粒物容易对超滤膜形成严重的梗塞污染，降低膜通量。膜前参加预处置后颗粒数有明显的降低，特别是反冲洗水中>15μm的大粒径颗粒物根本被混凝-臭氧氧化完整去除。因而在活性炭滤池反冲洗废水中参加预处置能够有效降低颗粒数，从而控制颗粒物对超滤膜形成的膜污染，保证出水浊度达标。

　　超滤过程中不同粒径颗粒物所占比例见图3。活性炭滤池反冲洗废水直接超滤时，颗粒数从小粒径到大粒径所占比例呈递加趋向，且2~5μm所占比例最大为49.44%。当反冲洗废水在膜前参加混凝-臭氧氧化预处置后，2~5μm粒径的颗粒物所占比例明显升高至74.31%，而其他粒径颗粒物所占比例都有所降落，特别是大粒径颗粒物减少最明显，阐明混凝-臭氧氧化对大颗粒有较好的去除效果并将大颗粒氧化成小颗粒。不管能否参加预处置，超滤膜后水中都是2~5μm粒径的颗粒物占主体，而且所占比例有所增大，在参加预处置后所占比例最大，为78.4%，阐明在不同粒径颗粒物中，2~5μm的颗粒物不是惹起膜污染的主要污染物，同时也阐明超滤工艺对颗粒数有很好的控制效果，包括对颗粒数总量的降低和对各个粒径区间颗粒比例的控制。

　　2.2 对微生物的净化效能

　　超滤工艺过程中微生物指标的变化状况见表4。由表4可知，不论膜前能否有预处置，膜后菌落总数均小于1CFU/mL，低于国度饮用水水质规范100CFU/mL。阐明超滤膜对细菌等微生物有很好的的截留去除效果。膜行进行混凝处置后细菌总数降低，是由于颗粒物经过混凝、沉降被去除，同时将颗粒物上附着的细菌也一并去除，这能够减轻超滤膜截留细菌的工作担负，有助于缓解膜污染，但出水中仍有局部微生物。臭氧投加后，对微生物实行了氧化灭活，使膜前反冲洗废水中的微生物含量进一步降低，超滤膜后出水微生物各项指标均为0，保证了出水微生物指标的平安性。同时，混凝-臭氧预处置降低了超滤膜中微生物生长和繁衍的风险，从而控制了微生物对超滤膜形成的生物污染，保证了超滤工艺的长期正常运转。

　　2.3 对有机物的净化效能

　　超滤过程中有机物的变化状况见图4。由图4可知，直接实行超滤工艺对反冲洗废水中溶解性有机物的净化效果不明显，UV254和DOC的去除率分别仅为3.9%和6.2%，膜后出水的有机物含量依然较高。膜前参加混凝-臭氧氧化预处置，混凝经过电性中和、卷扫、吸附架桥等作用，去除了大局部大分子有机物和疏水性有机物，随后臭氧将剩余的大分子有机物氧化成小分子有机物，两者共同作用使有机物的含量有了很大水平的降低，UV254和DOC的含量分别降落了68.1%和70.5%，保证了超滤膜后出水的化学平安性，同时又使超滤膜截留较少的有机物，膜孔不易被梗塞，从而减轻有机物对膜形成的膜污染。

　　2.4 抵消毒副产物前体物的净化效能

　　超滤工艺过程中消毒副产物生成势的变化状况见图5。由图5可知，经过直接超滤处置后，反冲洗废水中的消毒副产物生成势没有明显变化。三氯甲烷生成势降落了10.7%，二氯乙腈和二氯乙酰胺生成势分别降落了6.7%和8.6%。不同的消毒副产物降落水平不同可能是由于三氯甲烷的主要前体物是大分子类腐殖质，而二氯乙腈和二氯乙酰胺主要前体物是小分子。因而，直接超滤工艺对三氯甲烷前体物的去除比对二氯乙腈和二氯乙酰胺前体物的效果好。但是，直接超滤膜后出水的三氯甲烷生成势约为162μg/L，远超GB5749-2006《生活饮用水卫生规范》中的限值60μg/L，抵消毒副产物指标净化不合格。

　　添加混凝-臭氧预处置后，各项消毒副产物生成势明显降低。三氯甲烷生成势降低约74.9%，二氯乙腈生成势降低43.1%，二氯乙酰胺生成势降低39.8%。阐明在混凝-臭氧氧化的作用下，羟基自在基与有机物发作反响，将消毒副产物前体物的生成潜能降低或是转变为非前体物，抵消毒副产物的前体物有很好的净化效能。因而，经预处置后，超滤膜后出水的三氯甲烷生成势降低到了生活饮用水限值以下，进一步保证了膜后出水水质，提升水质的平安性。

　　2.5 对嗅味物质的净化效能

　　反冲洗废水中存在大量微生物，其代谢过程可能会产生较多的嗅味物质，选取2种典型的嗅味物质要土嗅素(GSM)和2-甲基异茨醇(MIB)作为超滤过程对嗅味物质净化效能的评价指标。超滤过程中嗅味物质的变化状况见图6。由图6可知，直接超滤处置工艺对嗅味物质的净化效能相当有限，对GSM和MIB的去除率分别为4.9%和5.3%，ρ(GSM)为16.2ng/L，ρ(MIB)为20.1ng/L，两者均超越了人体可感知质量浓度10ng/L，阐明直接超滤处置关于反冲洗废水中嗅味物质的净化效能较差，影响饮用水的口感。

　　添加混凝-臭氧预处置后，嗅味物质的去除效果有了明显的提升。对GSM的去除率约为44.9%，对MIB的去除率约为52.7%。这是由于臭氧氧化产生的羟基自在基，与2种嗅味物质实行反响，将其降解，使超滤膜后出水水质中的2种嗅味物质浓度均降低到人体能感知的限值10ng/L以下。

　　2.6 混凝-臭氧预处置对膜污染的控制

　　直接超滤处置与混凝-臭氧-超滤处置过程中的跨膜压差变化状况见图7。由图7可知，直接超滤处置过程中的跨膜压差增长速度更快，在第3天就到达55kPa，需求实行化学清洗。而添加混凝-臭氧预处置后，降低了跨膜压差的增长速度，缓解了膜污染。化学清洗时间推延了1.5d，能够减少长期运转中化学药剂对超滤膜形成的损伤，有利于超滤膜持续稳定运转。

　　三、结论

　　混凝-臭氧-超滤组合工艺一方面对活性炭滤池反冲洗废水的颗粒物、微生物、有机物、嗅味物质等各项指标都有很好的控制与平安净化的作用，能够处理反冲洗废水中存在的重点问题-高颗粒数与高有机物以及大量微生物的特性，膜后出水水质各项指标均到达GB5749-2006《生活饮用水卫生规范》，对废水回用的节水工作具有重要意义。另一方面，能够有效缓解膜污染，提升通量，从而提升生产效率，带来经济效益。

　　直接超滤处置反冲洗废水能够有效去除颗粒物和细菌等微生物，出水生物平安性提升。但对有机物、消毒副产物前体物和嗅味物质的去除率低，出水中三氯甲烷、土嗅素和2-甲基异茨醇照旧超越饮用水限值。同时，直接超滤过程中跨膜压差增长过快，膜污染严重，化学清洗频繁，不利于长期运转。