东丽最新的抗污染膜分离技术在污水资源化中的应用_朱列平

第三届膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文集209年10月东丽最新的抗污染膜分离技术在污水资源化中的应用朱列平`,刘向东`,田华2,杨瑜芳2(1.蓝星东丽膜科技(北京)有限公司,北京101318;2.东丽水处理研究所)摘要:采用东丽公司开发的新型中空丝超滤/微滤膜或平板膜生物反应器去除污水中的微小颗粒,利用抗污染反渗透膜进一步去除溶解性的有机物和离子,并用各种用途的膜组合成新型的污水处理膜法再生系统,举例给出了工艺流程和处理效果.关键词:超滤/微滤(UF子介必F)膜;抗污染反渗透(RO)膜;膜生物反应器(侧田R)中图分类号:T口旧28.8文献标识码:B随着社会经济的快速发展,水资源的日趋短缺和污染已成为我们面临的重大问题.因此在节约用水的同时,开发新的水资源,如污水再资源化等势在必行.而目前采用膜分离技术进行污水再资源化是最经济而又清洁的方法.膜分离技术从上个世纪50年代出现,凭借分离效率高,能耗低,操作简单等优点,已在各个行业的水处理领域得到广泛的应用.特别是在城市污水处理和相关回用技术的发展和应用过程中,无疑已成为一支重要的力量,被称为“21世纪的水处理技术”.水回用的内容十分广泛,工艺方法较为复杂,尤其工业废水,部门行业庞杂,水质千变万化,污水水质与回用指标也不尽相同,任何单元技术都难以达到回用指标.因此,水回用工艺应根据实际污水水质状况与回用指标组合集成各种单元工艺技术.但无论工业废水还是生活污水回用,主要去除对象是悬浮颗粒物(S)、有机物(COD月玉〕I))、氮磷化合物(N护)、阴/阳离子、盐类和细菌病毒等五大类污染物质.目前普遍采用的单元处理技术方法主要有物化和生化两类三种方法组合集成:即混凝(气浮)沉淀单元技术、生物滤池(氧化)法和过滤消毒单元技术,其它一些方法和技术则根据待处理水质状况与回用水质标准而加以应用.传统的污水处理厂主要是以活性污泥法和沉淀池进行污水处理,它们已在世界范围内被广泛应用.然而,这种污水处理工艺的问题在于出水水质的S偏高,并且易发生污泥膨胀,不能保证出水水质的稳定.因为国家对污水处理回用的水质有严格的标准,所以生物处理过的污水不能被直接再利用,同时还存在维护困难和占地面积较大的问题.因此为了改善和提高污水处理的功效,利用膜生物反应器技术将污水生物处理技术与膜分离技术相结合,先用生化技术降解水中的有机物,然后利用膜技术过滤悬浮物和溶解性大分子物质,去除细菌和病毒,降低浊度,达到排放或回用标准1[一4〕.1超滤微滤膜与抗污染反渗透膜组合技术东丽公司将传统的污水处理厂活性污泥生物法处理过的二沉池出水,通过超滤对教滤(UF/州F[)膜来去除悬浮的固体,再利用反渗透(R(〕)膜来去除溶解性有机物和离子,达到回用水的水质标准(见图1).图1常规的污水处理(排放)和东丽膜法污水处理(回用)系统1.1超滤/微滤(UF加任,)膜超滤洲微滤技术中超滤能够分离溶解性的高分收稿日期:209一07一30论文集朱列平:东丽最新的抗污染膜分离技术在污水资源化中的应用子物质,微滤能够分离所有悬浮微粒.在污水处理过程中,UF和MF膜都被用来去除污水中的悬浮固体、细菌和病毒等.超滤和微滤过程也可以单独作为三级处理,生产高质量的回用中水.由于原水水质的恶劣,为了去除水体中病原体和微粒物质,UFz才Mr、膜必须经受高流速水的冲击,以及频繁的物理和化学清洗.这就要求UFI/功F膜必须具有较高的物理强度和良好的抗化学侵蚀能力.为了达到这些要求,东丽公司一直进行新型膜的研究与开发,采用热诱导相分离(TIP)S的溶液纺丝方法,并已成功开发生产了新型聚偏二氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜和微滤膜.这种膜的抗化学腐蚀性强,尤其对酸、氟和氧化物的侵蚀都有很好的抵抗能力;而且具有更高的水通量,更强的抗阻塞能力以及更好的物理强度.为了防止膜污染,东丽公司研究了膜渗透性和膜表面孔径分布的设计.在此基础上已经开发出一系列具有独特抗污染性能的复合中空纤维膜.这些复合中空纤维膜是由高强度支持层和决定着膜表面的孔径大小的活性层组成.在这种技术基础上,东丽研发出三种中空纤维膜组件,净水厂可以根据不同的进水水质而选择合适的膜组件.1.2抗污染反渗透膜经过长期的研究和设计,东丽公司开发了TML系列抗污染RO膜,这种膜具有同类产品中更高的抗污染性和更长的使用寿命,广泛应用于城市污水资源化、工业废水再生利用和微污染地表水处理等领域.TML系列抗污染RO膜在使用过程中表现出良好的水渗透性,同时又具有很强的抗化学污染和生物污染性能.我们用一种非离子表面活性剂水溶性来测定膜的污染性,测试结果表明,这种膜具有较小的透水率降低幅度,与最初的纯水透过水通量相比,其比率仅为27%.而且运行稳定,化学清洗后,膜元件表现出很强的透水率恢复性.为了测定膜的抗菌性能,我们进行了膜对疏水细