污水深度处理中超滤工艺对有机物的截留模型

中国环境科学2015，35(2)：420-426ChinaEnvironmentalScience污水深度处理中超滤工艺对有机物的截留模型黄韵清，孙傅，曾思育，董欣，陈吉宁(清华大学环境学院，北京100084)摘要：基于浓差极化现象和膜孔堵塞效应，建立了污水深度处理中超滤工艺对有机物的截留模型．利用中试试验数据率定模型参数并验证模型的模拟效果．模型验证结果表明，该模型能够较好地模拟超滤工艺出水uv值随时间的变化特征，基于最优参数得到的模拟值与相应实测值相对误差的绝对值均低于10％．并且模型参数区域灵敏度分析和不确定性分析结果表明，该模型的结构具有较高的可靠性．应用该模型研究了过滤时间、通量和进水浓度变化对出水水质的影响．结果表明，在过滤初期膜孔堵塞效应占主导地位并增加超滤膜对有机物的截留效果，在过滤后期浓差极化现象占主导地位并降低超滤膜对有机物的截留效果；当进水uv254浓度恒为0．1cm时，通量从5×10m／s增至1×1O。4m／s，导致uV254截留率降低13％；当通量恒为5×104m／s时，进水uV254浓度从0．2cm。。降至0．1cm。。，使得出水浓度降低50％．因此，模型可应用于模拟进水水质和操作条件对污水深度处理中超滤工艺出水水质的影响，为从预处理、过滤周期和通量等方面改进和优化超滤工艺提供基础．关键词：污水深度处理；超滤：截留；有机物；模型中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1000—6923(2015)02—0420—07Modelingorganicsrejectionduringultrafiitrationinadvancedwastewatertreatment．HUANGYun—qing，SUNFu，ZENGSi—yu。，DONGXin，CHENJi-ning(SchoolofEnvironment，TsinghuaUniversity,Beijing100084，China)．ChinaEnvironmentalScience，2015，35(2)：420-426Abstract：Basedontheconcentrationpolarizationtheoryandporeblockingefect，amodelwasdevelopedtopredictorganicsrejectionduringultrafiltrationinadvancedwastewatertreatment．Themodelwascalibratedandvalidatedagainstdatacollectedfrompilot—scaleexperiments．ResultsofmodelvalidationindicatedthatthemodelcouldwellpredictthetimevariationsofpermeateUV254duringultrafiltrationwithabsoluterelativeerrorsbetweensimulatedandobserveddatalessthan10％．Regionalsensitivityanalysisanduncertaintyanalysisofmodelparameterssuggestedthatthemodelexhibitarobustandreliablestructure．Theinfluenceofdiferentoperatingconditions，includingfiltrationtime，fluxandfeedconcentration，onpermeateconcentrationwasinvestigatedwiththedevelopedmode1．Resultsindicatedthattheporeblockingefectdominatedintheinitialstageofultrafiltrationandincreasedtherejectionrateoforganics，whereasconcentrationpolarizationefectdominatedtherestanddecreasedrejection．TherejectionrateofUV254，withaconstantfeedconcentrationofO．1cm一．wasdecreasedby13％whenthefluxincreasedfrom5x10一m／stolxlO—m／s．Withaconstantfluxof5x10～m／s，however,thepermeateUV254concentrationwas50％loweratafeedconcentrationof0．1cm一‘thanth