超滤膜冲洗废水回用强化处理低温低浊水试验研究_膜污染-论文网

论文摘要：通过试验考察了超滤膜冲洗废水回用对混凝-沉淀-超滤组合工艺处理低温低浊原水的影响。试验结果表明，膜冲洗废水回用对处理效果有着明显的强化作用，同时可延缓超滤膜污染速度。当回用比例为8%时，组合工艺出水中浊度和消毒副产物前质与不回用时基本相当，TOC和残余铝则分别降低了0.34mg ·L 和0.023mg ·L ；单位过滤周期内跨膜压差平均增幅为不回用时的56.78%，同时水力清洗效率可提高到84.18%。通过计算，冲洗废水回用可使超滤工艺产水率从89.73%提高到97.30%
论文关键词：超滤,低温低浊水,冲洗废水,回用,膜污染

我国北方地区地表水每年大约有4-5个月处于冰冻期。此期间水质呈现明显的低温低浊特征，水温降为0～4℃，浊度一般为5～30NTU。温度的降低使水的粘度增大，会影响絮凝剂的水解和絮凝过程的速度；而浊度的降低，水中的颗粒物减少，则使絮凝过程中效率降低，从而使所产生的絮体细小松散，不利于后续工艺的去除。因此，低温低浊水的净化多年来一直是一个未能得到很好解决的难题。近年来，新型处理工艺被应用于低温低浊水的处理，取得了较好处理效果。

超滤技术被誉为二十一世纪水处理技术和第三代饮用水净化工艺的核心,有着广阔的发展空间。用超滤工艺处理低温低浊水的处理具有出水浊度低、操作简便和可长期使用等优点。然而由于低温水粘度较大，超滤膜阻力随之增加，在实际运行中主要通过降低通量和缩短过滤周期来维持超滤工艺的稳定运行，这样必然会降低产水率。因此，如何提过超滤工艺的产水率是将超滤膜应用于低温低浊水处理必须面对的问题。

在常规水处理中，生产废水回用强化处理低温低浊水和超滤工艺应用于生产废水的处理均取得了良好的效果。因此，本试验以冬季黄河水库水为研究对象，在混凝-沉淀-超滤工艺中将超滤膜冲洗水的回收利用，考察其对低温低浊水处理效果的影响，从而研究通过将超滤膜反冲洗水回用来强化处理低温低浊水和提高超滤工艺产水率的可能性。

1试验材料与方法

1.1工艺流程与试验方法

本项试验工艺流程如图1所示，试验采用混凝-沉淀-超滤组合工艺，系统产水量为2.0m·h，原水为黄河下游冬季水库水。原水经过混合后进入机械絮凝池和斜管沉淀池，沉淀池出水通过膜进水泵加压后经100mm叠片过滤器进入超滤膜过滤。当过滤时间到达30min时，系统自动进入水力清洗阶段，其冲洗过程为正向冲洗10s，反向冲洗40s，然后再次正向冲洗20s。正向冲洗流量为5.0m·h，反向冲洗流量为7.0m·h。超滤膜经过物理清洗后重新进入过滤阶段，以上所有过程由PLC控制。超滤膜冲洗废水收集于调节水箱，冲洗废水在其中经均质调节后经回流泵进入混合池重新利用。

图1试验工艺流程示意图

Fig.1Schematicdiagramoftheexperimentprocess

试验中所采用的混凝剂为当地产液态聚合氯化铝，其有效含量为10%，投加量按前期试验所得为15mg·L。

1.2膜组件特性

试验中所采用超滤膜为海南立升公司提供的LG1060X1-E型内压式中空纤维膜，膜的材料改性PVC合金。试验过程中，超滤膜通量为50L·m·h.

表1膜组件主要性能参数

Tab.1Performanceparametersofthemembranemodule

1.3分析方法

试验中浊度检测采用HACH2100在线浊度仪，pH值采用意大利哈纳公司产pH211型pH计测度测定，TOC采用德国元素公司生产的LiquiTOC总有机碳分析仪测定，UV采用北京普析公司TU1810SPC型紫外可见分光光度计分析；THMs采用安捷伦GC6890N气相色谱仪顶空气相色谱法按UFC方法测定；

2结果及讨论

2.1冲洗废水水质分析

试验中所用原水和超滤膜冲洗废水水质比较如表2所示。超滤膜冲洗废水中主要含有引起膜可逆污染的无机矿物颗粒，混凝剂的水解产物以及部分有机物和微生物等，因此，冲洗废水的浊度明显高于水库原水。TOC反映了水中有机物的总体含量，膜冲洗水中的有机物浓度高于原水，其平均值约为原水的1.39倍。UV则反映了水中芳香族化合物和具有共轭双键的有机物的含量，此类物质在地表水中主要的代表为腐殖质。而试验中冲洗废水的UV则略低于原水，这说明此类疏水有机物是引起超滤膜不可逆污染的主要污染物，通过简单的水力清洗不可能将其去除。

表2原水及冲洗废水水质参数

Tab.2Qualityofrawwaterandwashingwater

2.2冲洗废水回用对出水水质影响

2.2.1对出水浊度的影响

图2冲洗废水回用对出水浊度的影响

Fig.2Effectofwashingwaterrecycleonturbidityremoval

超滤膜冲洗水回用对沉淀池出水和超滤膜出水浊度的影响如图2所示，冲洗废水回用对沉后水浊度的去除有明显的强化作用，当不回用时，由于低温低浊的影响，混凝沉淀对浊度的去除率较低，仅为27.84%，随着回用比例的增加，沉后水浊度逐渐降低，回用比例达到8%时，沉后水浊度去除率可达56.75%。主要是由于原水浊度较低，混凝过程缺乏絮凝核心，反冲洗废水中含有较多的微絮凝颗粒能够为水中的胶体物质提供絮凝中心，从而使微小的颗粒物质更易于形成较大的絮体，有利于颗粒物质的去除。同时，冲洗废水回流对膜出水浊度无明显影响，膜出水浊度均在0.04NTU之下，这是由于超滤膜的物理截留作用，可以保证其对颗粒物及微生物的高效去除，从而避免冲洗废水回流使微生物特别是“两虫”富集的风险。

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