超滤膜净化有机废水及在线水力清洗对膜污染的影响_王旭东

Purificationoforganicwastewaterbyultrafiltrationandtheeffectsofon-linebackwashonmembranefoulingWangXudong，LiangYulong，WangLei，WeiNa（SchoolofEnvironment&MunicipalEngineering，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China）超滤膜净化有机废水及在线水力清洗对膜污染的影响王旭东，梁玉龙，王磊，尉娜（西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055）［摘要］研究了恒压操作下用聚丙烯腈中空纤维超滤膜净化含腐殖酸类有机物废水的效果。结果表明：超滤工艺几乎可完全去除水中的浊度物质，对水中的天然有机物有一定的去除效果。在反冲洗水量相同的条件下，增加反冲洗频率，可大大减缓膜通量的衰减；频繁的在线水力清洗可有效地去除膜表面的污染物，减轻膜污染。［关键词］超滤；膜污染；在线清洗；有机废水［中图分类号］X703.1；TQ028.8［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）03-0048-03Ａｂｓｔｒａｃｔ：ThetreatmenteffectionoforganicwastewatercontaininghumicacidhasbeenstudiedbyusingPANhol-lowfiberultrafiltrationmembraneundertheconstantpressureoperatingprocess.TheresultsshowthatUFcanre-moveturbiditysubstancesalmostcompletelyandremovenaturalorganicsubstancespartlyfromthewastewater.Theincreasedbackwashfrequencycouldgreatlyslowdownthedecreaseofmembranefluxwiththesameamountofbackwashwater.Frequenton-linehydrauliccleaningcouldeffectivelyremovethecontaminationsonmembranesur-face，whichreducesmembranefouling.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ultrafiltration；membranefouling；on-linecleaning；organicwastewater［基金项目］973国家重点基础研究发展计划前期研究专项（2008CB417211）；国家科技部水体污染控制与治理科技重大专项（2009ZX07212-002-004）；陕西省自然科学基金项目（SJ08-ZT07）；陕西省教育厅专项基金项目（09JK543）膜是21世纪新材料中的一个生长点，近年来，随着膜技术的飞速发展，膜的性能大幅度地提高，而膜的价格不断降低，这些都进一步显示了膜技术的巨大发展潜力。其中，超滤技术被称为绿色物理分离技术，其不仅可以取代以混凝沉淀过滤为主的传统长流程分离工艺，而且几乎可以完全去除致病微生物，原则上又可以省去后续的消毒单元，从而大大缩短处理工艺流程〔1〕。然而，膜污染和膜堵塞仍然是目前制约膜分离技术普及应用的重要因素〔2〕。研究结果表明，有机物质，特别是高分子有机物是引起膜污染的主要原因之一〔3〕。笔者在恒压过滤模式下，以造纸黑液稀释水作为试验用水模拟微污染地表水，考察了超滤技术对微污染水的净化效果及在线清洗频率对超滤膜污染的影响，为恒压超滤技术用于实际有机废水净化过程提供参考。1试验部分1.1试验装置及工艺流程试验所用超滤水处理系统装置如图1所示，其中超滤膜组件采用切割分子质量为30ku的聚丙烯腈内压式中空纤维膜。保安过滤器采用5μm的聚丙烯熔喷滤芯，用来防止水中大的杂质堵塞膜孔。试验采取恒压过滤模式，跨膜压差为30kPa，反洗压力为75kPa，快洗压力为15kPa，回收率为80%。当一种工况运行完成后，用0.4g/LNaOH+5mg/LNaClO碱液清洗污染后的膜，使膜通量基本恢复到第30卷第3期2010年3月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.3Mar.，201048——工业水处理２０10－03，30（3）初始状态，接着改变工况条件继续试验，工况条件见表1。试验采用计算机自动控制系统，实现了对超滤膜的出水流量、过滤时间、反冲洗频率等操作条件的自动控制，以及对跨膜压差、进水流量、膜透水流量等数据的自动采集。1.2试验用水试验用水为自来水稀释的含有天然有机物及色度成分的造纸