بررسی کارایی پایلوت مستغرق غشایی (msr) در حذف کدورت از آب با استفاده از منعقدکننده پلی‌آلومینیوم کلراید به‌همراه کمک منعقدکننده‌های پلی‌الکترولیت و آهک

در سال‌های اخیر توسعه سیستم‌های غشایی غوطه‌ور منجر به توسعه درخور توجه بازار اولترافیلتراسیون/تصفیه آب شده است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی تصفیه آب‌ها با کدورت‌های مختلف با استفاده از پایلوت مستغرق غشایی به‌منظور انعقاد و لخته‌سازی فیلتراسیون هم‌زمان و تعیین مقدار بهینه پارامترهای عملکردی آن بود. در این پژوهش برای تصفیه آب با کدورت‌های مختلف در ابتدا توسط آزمون جارتست به بررسی منعقدکننده پلی‌آلومینیوم کلراید به همراه آهک و پلی‌الکترولیت برای انعقاد و لخته‌سازی در هر کدورت پرداخته شد. پارامترهای ph معادل 5 تا 10، پلی‌آلومینیوم کلراید 1  تا 50 میلی‌گرم در لیتر و کمک منعقدکننده‌های آهک 0.5 تا 15 میلی‌گرم در لیتر و پلی‌الکترولیت 0.1 تا 2 میلی‌گرم در لیتر بررسی شدند. در مرحله بعد پایلوت مستغرق غشایی برای انعقاد و لخته‌سازی و فیلتراسیون غشایی طراحی شد. آزمایش‌های پایلوت به‌صورت سیستم بسته بهره‌برداری شد و پارامترهای شار جریان، میزان آلومینیوم در آب تصفیه شده، نحوه گرفتگی غشاها در تصفیه آب بررسی شدند. نتایج آزمایش جارتست نشان داد پلی‌آلومینیوم کلراید عملکرد مطلوبی را در حذف کدورت داشته است. همچنین استفاده از آهک و پلی‌الکترولیت باعث افزایش 3 درصدی در درصدهای حذف شده‌اند. ph برابر 8 نیز به‌عنوان ph بهینه انتخاب شد. پایلوت مستغرق غشایی در کدورت‌های کمتر از ntu 100 بهترین عملکرد از نظر شار جریان را داشت. شار جریان در 8 ساعت زمان بهره‌برداری تنها 5 درصد کاهش یافت در حالی که در کدورت‌های بالای ntu 200 کاهش شار تا 50 درصد نیز گزارش شده است. درصدهای حذف کدورت ثابت و بیش از 99.5 درصد، میزان حذف آلومینیوم کل نیز توسط فرایند غشایی بیش از 99 درصد، نوع گرفتگی غشاها از نوع رسوبات سطحی با قابلیت برگشت‌پذیری بود. این پژوهش نشان داد از پایلوت مستغرق غشایی هم‌زمان با انعقاد و لخته‌سازی می‌توان به‌عنوان یک روش کارامد و قابل‌انعطاف به‌منظور تصفیه آب‌ با کدورت‌های مختلف استفاده شد.

Investigation of Submerged Membrane Reactor in Removal of Water Turbidity Using Poly-Aluminum Chloride Coagulant with Coagulation Aids of Polyelectrolyte and Lime

In recent years, the development of submerged membrane systems has led to the significant development of ultrafiltration/water purification markets. The study aimed to investigate the efficiency of PolyAluminum Chloride coagulant in removing turbidity using a submerged membrane reactor for simultaneous coagulation and flocculation of filtration and determine the optimal values of its performance parameters. In this study, the PolyAluminum Chloride coagulant along with lime and polyelectrolyte for water coagulation and flocculation was firstly evaluated by the Jar test in different turbidities. Also, pH (510), PolyAluminum Chloride (150 mg/L), and coagulant aids of lime (0.515 mg/L) and polyelectrolyte (0.1 to 2 mg/L) were examined. Then, a pilotscale submerged membrane reactor was designed for coagulation, flocculation, and membrane filtration processes. Pilot experiments were used as closed systems, and then different parameters of flux, aluminum concentration in the treated water, and membrane fouling were investigated. Jar test results showed that PolyAluminum Chloride had a great performance in removing turbidity. In addition, the use of lime and polyelectrolyte coagulant aids improved the turbidity removal process by 3%. Furthermore, pH=8 was selected as the optimal range, and the best flux performance was obtained at turbidity less than 100NTU in a submerged membrane pilot. The flux reduction in eight hours of operation time was only 5% while this increased to 50% in turbidity above 200NTU. The turbidity removal percentages were reported to be constant and higher than 99.5%. The removal rate of total aluminum by the membrane process has been over 99%, and the type of membrane fouling is surface sediment and is reversible. Results indicated that the submerged membrane reactor along with coagulation and flocculation could be applied as an efficient method in water treatment with different turbidity.