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，對高錳酸鹽指數(shù)()的去除率為20%左右，運行穩(wěn)定后對UV254去除率40%。通過考察膜過濾阻力在膜抽停周期內(nèi)的變化來選擇充分的曝氣時間。在連續(xù)運行中發(fā)現(xiàn)，膜過濾性能由于膜的污染而先有一快速降低段，之后隨時間增加緩慢下降。通過對膜的清洗的長期運行試驗發(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試驗裝置與方法微濾膜采用日本三菱公司消費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，直接置入過濾水槽中。膜組件下設(shè)有曝氣管。

2、原水被泵入過濾水槽后，在抽吸泵的作用下經(jīng)膜過濾后出水。膜組件采用間歇運行(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行，而在膜停抽期間啟動以去除抽吸階段膜外表形成的沉積物。為保持過濾水槽內(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波動范圍22.325.0

3、3.076.650.0130.0257.228.002試驗結(jié)果與討論2.1對濁度的去除采用微濾膜直接過濾對濁度的去除效果見圖2。從圖3、4可以看出，微濾膜對的去除率為3%35%(平均為21%)。待膜過濾操作到達(dá)穩(wěn)定時，微濾對UV254的去除率為40%53%(平均為46%)。據(jù)報道，超濾和微濾對有機(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。在裝置運行100h期間，發(fā)現(xiàn)初期微濾膜對UV254的去除率幾乎為零，但隨運行時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，微濾膜直接過濾微污染原水能有效地去除濁度，但對有機(jī)物的去除效率不高，因此對于有機(jī)污染較為嚴(yán)重的水體僅采用微濾膜直接過

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膜過濾性能的變化過濾性能的表征衡量膜過濾阻力的變化，一般可采用恒定膜通量考察膜過濾壓力在過濾過程中的變化或采用恒定膜過濾壓力考察膜通量的變化。在試驗中由于過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的變化反映了膜過濾阻力R的變化，且用J/P表示膜過濾性能更直觀(該值越大，膜的過濾性能越好；反之亦然)。因此試驗中采用J/P作為膜過濾性能的表征指標(biāo)。停抽時間對膜過濾性能的影響試驗中膜組件以間歇運行方式去除抽吸段逐漸形成的膜外表沉積物。為考察停抽(即曝氣時間)對膜過濾性

5、能的影響，曝氣時間改變?yōu)?、3和5in，膜過濾阻力在一個抽停周期內(nèi)的變化結(jié)果如圖5所示。在試驗中選擇膜通量為20L/(2h)，抽吸段時間為30in。圖5的縱坐標(biāo)為某時刻的膜過濾阻力R與該抽停周期初始膜過濾阻力R0的比值。由于試驗過程中數(shù)據(jù)是以等間隔時間來測定的，因此在抽吸30in處沒有直接的測定數(shù)據(jù)，圖中該處數(shù)據(jù)是由抽吸段膜阻力的上升趨勢外推得到的。從圖7中可以看出，曝氣清洗后膜的過濾性能與清洗前相差不大，而與新膜相差較大，說明光靠曝氣清洗缺乏以去除在長期運行過程中積累在膜外表上的這部分污染物，同時也間接說明間歇運行形式采用的停抽段曝氣時間已經(jīng)足夠長，通過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)方法來去除膜污染。考慮到微污染原水的水質(zhì)特點(可能包括無機(jī)物、有機(jī)物形成的污染層，也會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，可能是因為長期運行而造成的膜材質(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,