城市污水MBR处理后的膜集成深度回用性能研究

摘要

火电厂是用水大户，其用水量占全国工业用水量的40％左右，而我国水资源相对短缺，水体污染日益严重，因此中水回用是解决这一供需矛盾的有效方式。 中水深度回用中最具代表性和先进性的技术为膜集成工艺，膜法深度回用水来源多为污水处理厂生化处理二级出水，而以膜生物反应器（MBR）出水为深度回用原水的工艺目前在国内应用实例尚少。由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，MBR处理出水悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，这都为深度回用提供了良好条件。然而生化处理残留COD和氨氮等物质对反渗透膜的影响问题不容忽视，本试验正是基于这一背景，以金桥电厂超滤-反渗透膜集成深度回用工艺为基础，研究MBR处理后的中水对深度回用系统可靠性的影响。 该试验研究了深度回用MBR出水于电厂补给水的超滤．反渗透（UF-RO）系统中膜组件运行的可靠性以及系统设计的适用性。根据MBR出水水质特点和系统运行工况确定UF-RO系统最合理的工艺参数，考察系统运行的工艺性能，针对运行过程中出现的状况进行分析和调整，优化运行过程，以期为实际生产提供指导。重点考察了残留COD、氨氮等物质对系统的污染影响，确定和优化了超滤水冲洗和反渗透膜化学清洗的方案。 试验结果表明MBR出水做回用水源，以超滤作为反渗透的预处理，出水水质稳定且不受原水水质变化的影响；UF-RO工艺能够有效去除水中的悬浮物、胶体、有机物、氨氮、盐类等，出水水质较之原水有质的飞跃，符合深度回用的要求。当跨膜压差上升10％～15％时即对膜进行了化学清洗，在优化的清洗方案基础上，超滤、反渗透的水通量分别能恢复到初始膜通量的98％和96％，清洗效果明显。整个试验证明了MBR-UF-RO工艺深度回用中水的可靠性，为实现节水目标打下了基础。

目录

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致谢

1 绪论

1.1 我国水资源概况及火电厂用水现状

1.1.1 我国水资源概况

1.1.2 火电厂用水状况

1.1.3 电厂中水回用现状

1.2 膜分离技术概述

1.2.1 膜分离技术的发展

1.2.2 膜分离技术的分类

1.2.3 膜分离技术的特点

1.2.4 膜分离技术在工业上的应用

1.2.5 膜分离技术在水处理中的应用

1.3 超滤理论基础

1.3.1 概述

1.3.2 超滤的基本原理

1.3.3 超滤膜的性能表征

1.3.4 超滤膜组件

1.3.5 超滤的浓差极化

1.3.6 超滤膜污染

1.4 反渗透理论基础

1.4.1 概述

1.4.2 反渗透的基本原理

1.4.3 反渗透膜的性能表征

1.4.4 反渗透膜组件

1.4.5 反渗透浓差极化

1.4.6 反渗透膜污染

2 课题来源与研究内容

2.1 课题来源

2.2 研究内容

3 试验材料与方法

3.1 进水水质

3.2 试验装置

3.3 药品与仪器

3.3.1 试验药品

3.3.2 仪器设备

3.4 监测项目与试验进度

3.4.1 监测项目

3.4.2 进度与内容安排

4 超滤试验结果与分析

4.1 不同工况条件对超滤运行性能的影响

4.1.1 操作压力影响

4.1.2 操作温度影响

4.2 膜通量变化

4.3 超滤膜的产水水质

4.3.1 超滤膜对浊度的去除

4.3.2 超滤出水SDI

4.3.3 超滤膜对COD的去除

4.3.4 超滤对氨氮的去除

4.3.5 超滤对硬度的去除

4.4 超滤膜污染与清洗

4.4.1 超滤膜的污染

4.4.2 超滤膜跨膜压差变化

4.4.3 超滤膜的化学清洗

4.5 超滤技术作为反渗透预处理的可行性分析

4.5.1 反渗透对进水水质要求

4.5.2 超滤作为预处理的优越性

4.6 超滤运行小结

5 反渗透试验结果与分析

5.1 反渗透回收率的确定

5.2 试验方法与目的

5.3 反渗透膜的产水水质

5.3.1 反渗透膜对COD的去除

5.3.2 反渗透膜对氨氮的去除

5.3.3 反渗透膜对盐类的去除

5.4 反渗透运行小结

6 利用MBR出水的回用试验研究

6.1 试验方案

6.2 系统维护

6.3 系统运行效果

6.3.1 超滤出水SDI状况

6.3.2 系统对COD的去除

6.3.3 系统对电导率的去除

6.3.4 系统对氨氮的去除

6.3.5 反渗透膜跨膜压差变化

6.4 反渗透膜污染及清洗

6.4.1 反渗透膜清洗条件

6.4.2 反渗透膜的化学清洗

6.5 反渗透膜的污染状况研究

6.5.1 反渗透膜污染状况

6.5.2 清洗研究方案

6.5.3 清洗效果对比

6.6 反渗透出水深度回用的可靠性

7 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

附录A SDI测定方法

作者简历