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水环境的污染和水资源的短缺造成我国水资源形势日趋严峻。因此,城市污水回用技术已成为目前的一个热点研究方向。
由于膜生物反应器(MBR)的高效分离作用,分离效果好于传统沉淀池,处理装置容积负荷高,结构紧凑,占地面积小等优点,已被许多城市污水处理厂所采用。天津空港污水处理厂地处东部沿海地区,由于地面下降、海水倒灌等各种原因,该污水厂的进水含盐量较高,膜生物反应器(MBR)出水中盐类浓度无法达到灌溉浇洒绿地的水质要求。反渗透技术(RO)由于具有除盐率高、自控能力强等特点被选用作为后续部分来处理膜生物反应器的高盐分出水。
以此膜组合工艺(MBR+RO)对城市污水处理厂经沉砂池的出水进行小试试验研究。试验中首先确定了反渗透系统的最佳工作压力。在一系列工作压力下,观察反渗透的膜通量变化。试验证明在进水盐浓度为2000ppm,平均工作压力为0.4MPa~0.55MPa时,膜通量基本稳定在11.6L/m2·h~15.1 L/m2·h之间。在反渗透进水加药试验中,通过对三种阻垢剂,每种浓度分别为1ppm、2ppm和3ppm对反渗透膜通量的影响及同等浓度下不同阻垢剂对反渗透膜通量影响的比较试验,筛选出适合本工艺工况的阻垢剂。反渗透进水中加药情况:无需加药调pH;加杀菌剂次氯酸钠,加药量为50ppm;加次氯酸钠脱氯,加药量为1.4ppm;阻垢剂选用PTP-0100,加药量为1ppm。
在该工艺中,反渗透对污染物的去除率都很高。反渗透对膜生物反应器出水中COD、BOD、TP、TN和NH3-N去除率均在90%以上,MBR+RO工艺总的去除率达到98%以上,出水水质达到污水处理回用一级标准,可以灌溉浇洒绿地。作为本课题的研究重点之一的去除盐类,反渗透有着优异的去除效果,各种盐离子的去除率基本在90%以上。
根据现场试验观察、理论分析和参考相关技术文献,自行配置清沈药剂,在化学清洗后,产水量增大,压差减小,脱盐率和回收率提高,产水品质也得到了较好的恢复,说明此清洗药剂和清洗方案对反渗透膜的清洗效果较好。同时试验确定反渗透的化学清洗周期为1个月。
小试试验结果表明,反渗透对膜生物反应器出水中的污染物和盐类有很好的去除效果,该组合膜工艺应用于高盐分城市污水厂出厂水回用处理在技术上是行之有效的。