纳滤工艺深度处理A_O_MBR出水实验研究_王新艳

我国的水资源污染情况主要来自两方面，一是工业发展排放的工业废水，二是由于城市污水排放和集中处理设施滞后于城市发展[1]，污水处理能力远远没有达到要求，导致大部分生活污水未经任何处理就直接排入自然水体中，造成水体环境的污染。而后者水量稳定，方便易取且不受地理位置限制；另外基建费用较低，再生处理的成本和海水淡化相比更加便宜。我国生活污水每年的排放量约在300×108t，故对生活污水的深度处理回用将有效改善目前水资源严重污染的现状，并具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。目前污水厂普遍采用二级处理，即生化处理法。常用的生活污水生化处理法主要有活性污泥法、生物膜法、自然生物处理技术等[2]。然而随着水污染问题的加剧和人类环保意识的深化，传统的生化处理工艺已难以满足日益严格的污水排放及回用标准。迅速发展的膜技术以其独有的优势特点在污水处理与回用中发挥着越来越大的作用。其中，膜生物反应器（MBR）便是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理与回用技术[3]。它是以膜技术的高效分离作用取代活性污泥法中的二沉池[4]，对大颗粒悬浮物、细菌病毒的去除效果非常显著，与传统的活性污泥法等生化法相比较，具有出水水质好、剩余污泥少、抗冲击负荷能力强、节省占地面积、管理控制方便等优点[5]。故MBR目前被广泛应用于生活污水的处理中。然而MBR基本都是采用微滤膜或超滤，其出水中还是含有一些对人体有害的微量污染物，如农药、洗涤剂和三卤代烷前驱物等有毒物质，为拓宽其回用水的适用范围还需要进一步处理以提高膜生物反应器出水的安全性。综合对比不同的膜处理技术，纳滤是一种新型压力驱动膜分离过程，孔径大小在纳米级别，截留相对分子质量在200～1000，对色度、COD、二价和高价离子有很高的脱除率，对一价离子截留率较低，因此可在较低压力下操作，能耗较低且水通量大，综合运行费用低，适用于MBR出水的深度处理。联用工艺可以去除所有的细菌和病毒，对农药、洗涤剂、放射性镭、挥发性有机物、三卤代烷前驱物等危害人体的物质都有很好的去除率，为回用水的安全性提供了切实的保障，拓宽了污水回用范围。1实验部分1.1实验用水及主要试剂实验用水为收集的A/O-MBR系统的产水，将不同时间段的产水在4℃下储存起来。将足量的产水放在储水容器内混合均匀，具体的纳滤进水水质指标：COD16mg/L；氨氮质量浓度0.67mg/L；电导率66.8μS/cm；硬度170mg/L；pH6.5～8.0；SDI<5。实验仪器：COD分光光度计，DELTA320pH计，DDS-307A电导率仪，便携式多参数测定仪，膜性能纳滤工艺深度处理A/O-MBR出水实验研究王新艳，王乐译，孙湛童（山东招金膜天有限责任公司，山东招远265400）摘要：针对膜生物反应器的出水中仍含有一些对人体有害的微量污染物的状况，实验采用纳滤工艺进一步处理以提高膜生物反应器出水的安全性。通过单因素控制变量实验考察纳滤膜及操作压力等对A/O-MBR系统出水的处理效果，以COD去除率作为的纳滤处理效果的主要指标，实验确定最佳的纳滤工艺条件：选用陶氏NF270纳滤膜，操作压力为0.7MPa。其产水COD和氨氮的去除率分别为74.1%和57.5%，且产水水质稳定。关键词：生活污水；膜生物反应器；纳滤中图分类号：TQ028.8；X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2015)05-0082-003收稿日期：2014-11-17基金项目：国家科技支撑计划（2014BAK13B02）作者简介：王新艳（1977－），女，工程师，研究方向为膜制备技术及应用；电子邮件：88638464@qq.com第41卷第5期2015年5月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.41No.5May,201582DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2015.05.023测定仪，DZ-2BC真空干燥箱；实验试剂：水杨酸：分析纯，次氯酸钠：分析纯。1.2实验用纳滤膜及检测方法本实验采用了3种型号的纳滤膜，分别是进口的陶氏NF270膜片以及国内膜厂家浙江某膜科技有限公司生产的NF6和NF3A，其主要性能参数见表1（测试溶液为质量浓度2000mg/L的MgSO4溶液，测试压力为0.69MPa，测试温度为25℃）。COD采用美国哈希的COD快速测定仪进行测定；氨氮采用水杨酸-次氯酸盐光度法；pH、电导率等指标均采用在线仪表进行检测。1.3工艺流程实验采用全回流操作以确保体系浓度的基本恒定。料液从料液1经过进料泵抽到纳滤膜组件，透过液和浓缩液经管路回到料液槽中，可直接用烧杯取适量透过液进行测定实验。体系操作压力和进料流量可通过浓缩液调节阀门和旁路调节阀门进行调节。旁路的流量不能过高或过低，要维持在一定范围内保持不