微濾膜處理微污染原水研究

1、微濾膜處理微污染原水研究摘要：采用0.1的微濾膜處理微污染原水，出水濁度1NTU，對(duì)高錳酸鹽指數(shù)()的去除率為20%左右，運(yùn)行穩(wěn)定后對(duì)UV254去除率40%。通過(guò)考察膜過(guò)濾阻力在膜抽停周期內(nèi)的變化來(lái)選擇充分的曝氣時(shí)間。在連續(xù)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，膜過(guò)濾性能由于膜的污染而先有一快速降低段，之后隨時(shí)間增加緩慢下降。通過(guò)對(duì)膜的清洗的長(zhǎng)期運(yùn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，曝氣清洗不能完全去除膜污染，而用次氯酸鈉和鹽酸清洗那么較為有效。關(guān)鍵詞：微濾膜微污染原水膜污染清洗1試驗(yàn)裝置與方法微濾膜采用日本三菱公司消費(fèi)的聚乙烯中空纖維膜，孔徑為0.1，膜絲內(nèi)徑為0.27，外徑為0.42，膜面積為12，直接置入過(guò)濾水槽中。膜組件下設(shè)有曝氣管。

2、原水被泵入過(guò)濾水槽后，在抽吸泵的作用下經(jīng)膜過(guò)濾后出水。膜組件采用間歇運(yùn)行(抽吸30in，然后停抽幾分鐘)方式。曝氣系統(tǒng)在膜抽吸期間停頓運(yùn)行，而在膜停抽期間啟動(dòng)以去除抽吸階段膜外表形成的沉積物。為保持過(guò)濾水槽內(nèi)的水位恒定，采用HP75000工控機(jī)根據(jù)水槽內(nèi)的液位控制進(jìn)水泵的開停。試驗(yàn)裝置處理才能約為0.53/d。1.2原水水質(zhì)原水取自清華大學(xué)校內(nèi)河水，用自來(lái)水稀釋使之在一般微污染原水水質(zhì)范圍內(nèi)高錳酸鹽指數(shù)()為27g/L，濁度6NTU。試驗(yàn)期間原水水質(zhì)如表1所示。水質(zhì)指標(biāo)水溫()濁度(NTU)(g/L)UV254(-1)pH平均值23.93.184.870.0187.60波動(dòng)范圍22.325.0

3、3.076.650.0130.0257.228.002試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1對(duì)濁度的去除采用微濾膜直接過(guò)濾對(duì)濁度的去除效果見圖2。從圖3、4可以看出，微濾膜對(duì)的去除率為3%35%(平均為21%)。待膜過(guò)濾操作到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，微濾對(duì)UV254的去除率為40%53%(平均為46%)。據(jù)報(bào)道，超濾和微濾對(duì)有機(jī)物的去除率一般在20%以下，這與筆者的研究結(jié)果根本吻合。在裝置運(yùn)行100h期間，發(fā)現(xiàn)初期微濾膜對(duì)UV254的去除率幾乎為零，但隨運(yùn)行時(shí)間的增加其去除率逐漸增大并趨于穩(wěn)定。由上述結(jié)果可知，微濾膜直接過(guò)濾微污染原水能有效地去除濁度，但對(duì)有機(jī)物的去除效率不高，因此對(duì)于有機(jī)污染較為嚴(yán)重的水體僅采用微濾膜直接過(guò)

4、濾去除有機(jī)污染物是不夠的，必須考慮與其他工藝組合使用。2.3膜過(guò)濾性能的變化過(guò)濾性能的表征衡量膜過(guò)濾阻力的變化，一般可采用恒定膜通量考察膜過(guò)濾壓力在過(guò)濾過(guò)程中的變化或采用恒定膜過(guò)濾壓力考察膜通量的變化。在試驗(yàn)中由于過(guò)濾壓力和膜通量都在變化，上述兩種方法均難以應(yīng)用。因膜過(guò)濾阻力與P/J(P為膜抽吸壓力，J為膜通量)成正比，而P/J的變化反映了膜過(guò)濾阻力R的變化，且用J/P表示膜過(guò)濾性能更直觀(該值越大，膜的過(guò)濾性能越好；反之亦然)。因此試驗(yàn)中采用J/P作為膜過(guò)濾性能的表征指標(biāo)。停抽時(shí)間對(duì)膜過(guò)濾性能的影響試驗(yàn)中膜組件以間歇運(yùn)行方式去除抽吸段逐漸形成的膜外表沉積物。為考察停抽(即曝氣時(shí)間)對(duì)膜過(guò)濾性

5、能的影響，曝氣時(shí)間改變?yōu)?、3和5in，膜過(guò)濾阻力在一個(gè)抽停周期內(nèi)的變化結(jié)果如圖5所示。在試驗(yàn)中選擇膜通量為20L/(2h)，抽吸段時(shí)間為30in。圖5的縱坐標(biāo)為某時(shí)刻的膜過(guò)濾阻力R與該抽停周期初始膜過(guò)濾阻力R0的比值。由于試驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)是以等間隔時(shí)間來(lái)測(cè)定的，因此在抽吸30in處沒有直接的測(cè)定數(shù)據(jù)，圖中該處數(shù)據(jù)是由抽吸段膜阻力的上升趨勢(shì)外推得到的。從圖7中可以看出，曝氣清洗后膜的過(guò)濾性能與清洗前相差不大，而與新膜相差較大，說(shuō)明光靠曝氣清洗缺乏以去除在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中積累在膜外表上的這部分污染物，同時(shí)也間接說(shuō)明間歇運(yùn)行形式采用的停抽段曝氣時(shí)間已經(jīng)足夠長(zhǎng)，通過(guò)曝氣可去除的部分膜污染已得到充分的去除

6、。鑒于上述結(jié)果，進(jìn)一步采用化學(xué)方法來(lái)去除膜污染?？紤]到微污染原水的水質(zhì)特點(diǎn)(可能包括無(wú)機(jī)物、有機(jī)物形成的污染層，也會(huì)有一些微生物造成的污染)，故先用次氯酸鈉清洗，然后用鹽酸清洗。從圖7可見，化學(xué)清洗有效地去除了大部分膜污染，膜的清水過(guò)濾性能有了較大的恢復(fù)。極小部分很難被去除的膜污染物，可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行而造成的膜材質(zhì)本身的惡化。3結(jié)論參考文獻(xiàn)：1enaheR，ihaelLurie.ntrlfrganiatterbyagulatinandflseparatinJ.atsiteh，1993，27(11)：1-20.2黃霞,桂萍.膜生物反響器廢水處理工藝的研究進(jìn)展J.環(huán)境科學(xué)研究,1998,11(1)：40-44.3BraghettaA,JaangelJG,etal.DAFpretreatent:itseffetnFperfraneJ.JurnalAA,