反渗透膜处理渗滤液结垢污染机理及控制技术研究

摘要

垃圾渗滤液对水环境构成严重威胁，严格的排放标准使RO膜深度处理成为渗滤处置达标排放的首选技术。但由渗滤液复杂水质造成的膜结垢污染导致不断的停机检修、投药清洗等，产生巨额花费，限制了膜的推广应用。
　　 现有的研究多注重预处理工艺的宏观处理效果，真正从微观角度来分析膜污染机理的研究还很有限。由于缺乏对膜结垢污染机理的准确认识，对膜结垢污染的有效控制方法不多。
　　 本课题采用反渗透膜法处理经MBR处理后的垃圾渗滤液，通过分析渗滤液污染反渗透膜的机理，从膜结构污染的缓解与预防两个角度研究了膜清洗和预处理技术，为膜法在垃圾渗滤液处理领域的推广应用提供技术依据。得出的主要结论如下：
　　 (1)RO膜的主要污染物为可见光和紫外区类的富丽酸，及以低激发类酪氨酸为主的类蛋白成分。RO膜出水中颗粒平均粒径随过滤时间而逐渐变小。
　　 (2)RO膜的污染物主要带有-OH与-C=O基团。膜表面的泥状覆盖物随过滤时间增厚，其中的颗粒杂质数目增多。
　　 (3)浓度为0.25％w/v的盐酸清洗是最优酸洗洗液，可以去除分子粒径120nm和360nm左右污染物。浓度为0.2％w/v的十二烷基硫酸钠和氢氧化钠混合碱洗液清洗效果优于各自单独使用的情况，最高通量恢复率为74％，对粒径在1200和5000nm左右的大粒径污染物有效。先碱洗后酸洗的效果较优。
　　 (4)电混凝最佳反应条件为反应时间45min、电流密度20mA/cm2、板间距30mm，COD去除率为64％，约为化学混凝的2倍；TP去除率高于90％而TN去除效果较差。电混凝、化学混凝分别与RO膜的组合工艺对COD、氨氮、电导率去除率分别大于93％、90％、94％，对总磷去除率为98％，满足《GB16889-2008》要求。
　　 (5)与化学混凝相比，电混凝对大分子量(>100K)和小分子量有机物(<1K)有明显的去除效果；对可见光和紫外区类富里酸的物质有较高的去除率；能够有效地改善膜通量，保障膜的产水效率，因此可以作为RO膜前有效的预处理工艺。