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膜过滤技术是一种新型的污水处理和再生水回用技术,与传统的混凝、沉淀、过滤技术相比具有明显的优势。污水深度处理和回用不仅缓解了淡水资源的短缺,而且能够减轻水污染,改善生态环境,膜技术在水资源化领域有重大的经济效益,远大的环境效益和社会效益。本论文对天津膜天膜科技有限公司研发生产的8寸柱式超滤膜组件的运行工艺、产水水质特点等做了探索研究,为8寸膜将来工程上的成功应用提供科学依据。该膜组件具有装填容量大,单只膜产水量高,占用空间小,成本低等优点。
中试试验确定了8寸超滤膜在污水深度处理领域中应用的高效稳定性。在逐步增加产水负荷的工况下,计算比较了膜进水压力、跨膜压差(TMP)的情况,从而推荐系统参数为过滤工艺:制水:3.7m3/h,20min:反洗工艺:气擦洗5s,6.5 m3/h气、水洗33s,15hz;反冲洗30s,34hz;正冲洗30s,34hz;化学加强反洗(CEB)工艺:CEB气、水洗30s,15hz; CEB反冲30s,34hz;CEB加药90s,10hz;CEB浸泡:20min;CEB周期33个。
通过对超滤膜系统的进水、产水水质分析看,8寸超滤膜可以去除进水中的细菌、大肠杆菌、微生物和悬浮物等杂质,净化后的水清澈透明,无异味,浊度介于0.05~0.08NTU之间,SDI值介于1.48~2.98间,细菌完全去除;对CODcr能够部分去除,进水的CODcr值在30~100mg/L间变化,产水在10~30 mg/L之间;进水、产水的水温、pH、电导率、NH4-N、TP变化不大。
针对系统运行及超滤膜污染特性,设计了化学清洗模拟实验共7套方案,根据清洗前后膜通量的恢复对比,得到一组最佳的化学清洗方案,即(2000ppmNaClO+1000ppmNaOH)浸泡6h→1000ppmHCl浸泡4h。同时选择了对PVDF中空纤维膜的污染物的定性定量分析,即采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)进行相关分析,为选择清洗药剂、制定清洗方案提供了富有价值的科学依据。从分析的结果看,导致膜外表面污染的物质主要是有机物沉淀、微生物污染,其次是硅垢及钙盐沉淀物;导致膜内表面的污染物质主要是有机物沉淀和微生物;但其内部的指状孔没有受到污染。经过清洗后,膜外表面污染物大部分被去除,内表面污染物全部去除。此外,对膜系统的运行成本做了计算,理论运行费用是0.266元/m3。