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针对再生水中的微量有机物污染与超滤-反渗透系统处理过程中的膜污染问题,本文研究了天津市某污水厂现有再生水处理工艺中七种特征微量有机物(舒必利、咖啡因、美托洛尔、罗红霉素、利古隆、双氯芬酸和卡马西平)浓度及变化情况,并对其进行了环境风险评估。构建了混凝→活性炭吸附→超滤→反渗透再生水中试处理工艺,开展了参数优化研究,并分析了中试处理工艺与污水厂现有的工艺的膜污染特性,提出了减缓膜污染的措施。
春季厂区进水中的微量有机物平均浓度最高,为464.7ng/L。随着季节变化,微量有机物的平均浓度逐渐降低,至冬季达到了最小值78.0ng/L。不同季节内再生水工艺对微量有机物的去除效果几乎没有明显的差异。除利古隆的去除率为80%左右外,其余微量有机物的去除率均保持在94%以上。夏季气浮对微量有机物的去除效果最佳,去除率均在50%以上;秋季气浮对微量有机物的去除效果最差,去除率均未超过20%。春季超滤对微量有机物的去除效果最佳,去除率均在43%以上;夏季超滤对微量有机物的去除效果最差,去除率均未超过30%。夏季反渗透对微量有机物的去除效果最佳,去除率均超过了82%;春季反渗透对微量有机物的去除效果最差,去除率均未超过81%。
搭建混凝→活性炭吸附→超滤→反渗透的中试处理工艺,各处理单元的参数确定如下:混凝剂投加量为30mg/L;助凝剂投加量为1mg/L;混合时间1min,絮凝反应时间9min,沉淀时间10min;活性炭吸附塔的水力停留时间为20min;超滤膜通量为50Lm-2·h-1;反渗透膜通量为35Lm-2·h-1。与现有工艺相比,中试系统强化了厂区原有工艺对微量有机物的去除效果。整个工艺对利古隆的去除率从79.1%升至87.5%,其余微量有机物的去除率均保持在97%以上。
对污水厂现有工艺与中试工艺各单元出水进行了分子量分布分析,并对污水厂现有工艺的超滤膜垢和中试工艺的超滤膜垢和反渗透膜垢分别进行了XRD、XPS和三维荧光光谱表征。发现混凝和活性炭吸附工艺对>10kDa的大分子物质有很强的去除效果,同时可以加强双膜系统对微量有机物的去除效果。混凝和活性炭吸附工艺作为双膜系统的预处理工艺,可以有效减缓膜污染。
春季厂区进水中的微量有机物平均浓度最高,为464.7ng/L。随着季节变化,微量有机物的平均浓度逐渐降低,至冬季达到了最小值78.0ng/L。不同季节内再生水工艺对微量有机物的去除效果几乎没有明显的差异。除利古隆的去除率为80%左右外,其余微量有机物的去除率均保持在94%以上。夏季气浮对微量有机物的去除效果最佳,去除率均在50%以上;秋季气浮对微量有机物的去除效果最差,去除率均未超过20%。春季超滤对微量有机物的去除效果最佳,去除率均在43%以上;夏季超滤对微量有机物的去除效果最差,去除率均未超过30%。夏季反渗透对微量有机物的去除效果最佳,去除率均超过了82%;春季反渗透对微量有机物的去除效果最差,去除率均未超过81%。
搭建混凝→活性炭吸附→超滤→反渗透的中试处理工艺,各处理单元的参数确定如下:混凝剂投加量为30mg/L;助凝剂投加量为1mg/L;混合时间1min,絮凝反应时间9min,沉淀时间10min;活性炭吸附塔的水力停留时间为20min;超滤膜通量为50Lm-2·h-1;反渗透膜通量为35Lm-2·h-1。与现有工艺相比,中试系统强化了厂区原有工艺对微量有机物的去除效果。整个工艺对利古隆的去除率从79.1%升至87.5%,其余微量有机物的去除率均保持在97%以上。
对污水厂现有工艺与中试工艺各单元出水进行了分子量分布分析,并对污水厂现有工艺的超滤膜垢和中试工艺的超滤膜垢和反渗透膜垢分别进行了XRD、XPS和三维荧光光谱表征。发现混凝和活性炭吸附工艺对>10kDa的大分子物质有很强的去除效果,同时可以加强双膜系统对微量有机物的去除效果。混凝和活性炭吸附工艺作为双膜系统的预处理工艺,可以有效减缓膜污染。