活性焦吸附对煤化工废水膜处理工艺的影响

煤化工废水经过生化处理后一般难以达到回用标准,须采用有效的深度处理工艺才能实现废水的资源化利用。通过对比研究方式,采用“混凝-超滤-反渗透工艺”及“混凝-活性焦吸附-超滤-反渗透”2种处理工艺,考察了活性焦吸附对后续膜处理工艺的影响。结果表明,活性焦对废水中的芳香族类等主要污染物具有很好的吸附性能,混凝出水经活性焦吸附后进人膜系统可有效减缓膜污染,降低膜通量的衰减程度并提高产水水质,因此,将活性焦吸附用于煤化工废水膜系统的前处理,采用“混凝-活性焦吸附-超滤-反渗透工艺”深度处理煤化工废水是有效可行的。     

膜蒸馏处理糖精钠生产废水

采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)工艺处理糖精钠生产废水。分析了经过活性炭吸附预处理前后,膜蒸馏连续循环运行的效果。实验结果表明,未经预处理的废水在膜蒸馏过程中,废水中所含有机物不仅导致膜材料的润湿,引起产水电导率升高及膜孔润湿,促进盐晶体在膜表面附着,使产水通量下降。经吸附预处理后,膜蒸馏过程中产水通量介于10.40～11.24 kg/(m2.h)。吸附预处理能有效减缓产水通量的衰减,提高产水水质。废水经过活性炭预处理后进行膜蒸馏浓缩处理,当浓缩倍数达到5倍时,通量保持在10.55 kg/(m2.h)左右;产水水质稳定,截留率在99.5%以上。研究结果表明,吸附-膜蒸馏工艺可以应用于糖精钠生产废水的回用处理,有明显的应用前景。     

超滤/反渗透双膜技术深度处理印染废水

由于印染废水具有高盐度,可生化性差,使常规方法难于处理完全.采用超滤和反渗透双膜技术处理实际印染废水,考察了不同超滤膜对废水的预处理性能,研究了BW30和CPA2两种反渗透膜在不同操作条件下对印染废水的处理效果,并分析了相关膜通量下降的原因.结果表明,超滤能有效地去除废水浊度和大分子有机物,为反渗透提供良好的进水水质.两种反渗透膜的产水化学需氧量(COD)均小于10 mg/L,电导率小于80/μS/cm,其对有机物和盐的去除率分别可达99%和93%以上,显示该产水能回用于大部分印染工序.BW30膜产水水质稍好于CPA2,但通量低于CPA2.     

膜工艺在电镀废水处理工程中的应用

运用先进的膜分离技术,可以实现电镀废水的深度处理和资源化利用。基于近年内建成运行的3个工程实例,分析和讨论了膜技术在电镀废水处理中的应用及其效果。结果表明:结合常规废水处理工艺与膜生物反应器(MBR)组合工艺,电镀废水被处理后水质达到排放标准;电镀综合废水经超滤(UF)净化、反渗透(RO)和纳滤(NF)两段脱盐膜的集成工艺处理后,水质达到回用水标准,RO和NF产水水质电导率分别低于约100和1 000μS/cm,COD分别为约5和10 mg/L;镀镍漂洗废水通过RO膜后,镍的浓缩倍数高达25倍以上,实现镍的回收,RO产水水质达到回用标准。投资与运行费用分析表明:工程运行1年多即可收回RO浓缩镍的设备费用。此3项不同工艺处理电镀废水的工程实例,为进一步开展膜技术治理工业废水提供了成功案例。     

微絮凝-超滤-膜系统深度处理印染废水

针对二级处理后达标排放的印染废水,采用微絮凝-超滤-膜系统组合工艺深度处理,研究了超滤对污染物的去除效果以及对后续膜系统运行的影响。结果表明,超滤可以有效地去除废水中的浊度,去除率高达98.5%,对COD、色度和总溶解固体(TDS)也有一定的去除率,分别为17%、10%以下和5%;超滤的运用可以大大延长后续膜系统的化学清洗周期,间接提升膜系统产水总量,产水水质符合印染生产要求,成本仅为1.8元/t,整套工艺具有较好的应用前景。     

煤化工废水零排放系统反渗透过程的水质变化特征

反渗透(RO)系统的稳定运行是煤化工厂废水实现零排放的关键。以我国北方某煤化工厂废水零排放(ZLD)系统为对象,重点分析多级RO过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征,明确关键有机物的组成,并评价ZLD系统的运行特征与效能。结果表明,预处理可有效降低废水硬度,其他离子与污染物主要在RO阶段去除。废水中DOM主要以芳香蛋白类物质、腐殖质类物质和微生物代谢产物(SMP)类物质为主。预处理阶段对SiO₂的混凝去除效果较差(25.40%),RO进水SiO₂浓度较高,两级RO过程和高效反渗透段(HERO)对SiO₂的浓缩倍数分别为5.36/3.83,存在较高的膜面Si污染潜势。中水RO阶段有效截留腐殖质类和蛋白质类物质,而浓水RO阶段对色氨酸和SMP的去除效果较差。硅与有机物污染是RO过程的主要问题,因此,需强化预处理阶段有机物和硅的去除、优化药剂投加策略,加强对DOM和微生物的控制,进而实现系统运行效能的提升并减缓膜污染。     

高效聚合氯化铝对超滤膜污染影响的中试研究

针对某水厂以超滤为核心的短流程水处理工艺,在通过聚氯乙烯(PVC)超滤膜之前选择不同投加量(5、10、15和20 mg/L)的高效聚合氯化铝(HPAC)对长江下游原水进行混凝处理。通过跨膜压差(TMP)增长趋势、CODMn的去除率以及混凝后的水质,可知HPAC的最优投加量为15 mg/L。在此投加量下,运用体积排阻色谱法分析原水、膜前水、膜后水中各相对分子质量有机物的变化,可以发现混凝去除有机物的效果要优于超滤截留的。继而将HPAC与另外4种常用混凝剂:硫酸铝(分析纯)、氯化铁(化学纯)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁进行对比,结果表明,在它们各自最优投加量下,HPAC能够更有效地减缓超滤膜TMP的增长率,从而降低膜污染。因此,认为HPAC是与PVC超滤合金膜契合效果最佳的混凝剂。     

不同超滤组合工艺用于印染废水反渗透前的预处理研究

分别采用混凝—超滤(组合工艺Ⅰ)、生物活性炭(BAC)滤池—超滤(组合工艺Ⅱ)、混凝—BAC滤池—超滤(组合工艺Ⅲ)作为反渗透前的预处理工艺,对印染废水二级生化出水进行处理,考察污染物去除效果,并分析超滤膜性能。结果表明,3种超滤组合工艺的出水浊度0.4NTU,淤泥密度指数(SDI)5,均能达到反渗透进水的要求。组合工艺Ⅲ对COD、真色、UV254、浊度的平均去除率分别为52.94%、49.23%、49.95%、99.53%,均高于组合工艺Ⅰ、Ⅱ。组合工艺Ⅲ的出水SDI和比膜通量均优于组合工艺Ⅰ、Ⅱ。通过超滤膜微观结构和阻力分布分析,发现组合工艺Ⅲ中不可逆的膜污染最轻。组合工艺Ⅲ为印染废水反渗透前的最佳预处理工艺。     

制革废水中丙烯酸类鞣剂的膜分离特征

针对3种丙烯酸类鞣剂超滤(UF)、反渗透(RO)分离参数进行了实验研究,探索其在废水深度处理中膜去除的可行性,研究结果表明,3种鞣剂在分离参数:浓度为200 mg/L,超滤的操作压力(P UF)为0.11 MPa,反渗透的操作压力(P RO)为0.4 MPa的条件下UF-RO分离,效果最好。其次,丙烯酸类鞣剂对膜通量影响较大,导致产生的清液较少,所以用UF、RO处理含有这类物质的制革废水时,应尽可能对废水进行预处理。最后,丙烯酸类鞣剂分子中含有极性较强的基团时,粒径分离效果不同。     

铋改性沸石粉强化超滤膜性能的研究

为进一步提高超滤工艺对废水深度处理效果、减缓超滤膜污染,研究提出铋改性沸石粉强化超滤(Bi-Z-UF),并对铋改性沸石粉投加量、粒径和反冲洗频率进行优化以获得高效的强化效果。结果表明:(1)相比直接超滤和天然沸石粉强化超滤,Bi-Z-UF更能有效减缓膜通量下降速率,经过3个过滤周期,膜反冲洗后几乎能恢复到初始膜通量。(2)Bi-Z-UF对污水处理厂二级出水中COD、254nm处吸光度(UV_(254))和TN的去除率最高分别可达26%、23%和16%。(3)铋改性增加了沸石的吸附活性中心,在超滤膜表面形成了疏松有孔的"保护层",能减少污染物与超滤膜直接接触,有利于减缓膜通量下降速率,并促进对污染物的吸附、截留与去除,强化了超滤膜性能。     

气-水联合反冲洗膜污染防治技术研究

采用气水联合反冲洗技术,考察了气水比(Qg/Ql)、反冲洗周期及其对膜污染的防治效果。结果表明,气水联合反冲洗较单独气或水反冲洗效果好;在过滤周期20min,反冲洗时间1min,气水比1.5时,气水联合反冲洗能够恢复膜通量到膜清水通量的80%以上。此法可大幅度清除沉积在膜表面的泥饼层,恢复膜通量,维持膜过滤性能的稳定,是一种较为有效的膜污染防治技术。     

Differential pressure in membrane channel caused by foulant capture onto spacers.

Feed spacers in spiral-wound reverse osmosis membrane modules are highly susceptible to deposition or attachment of suspended particulates and organic matters in the feed stream. This type of fouling can cause a significant pressure drop along the membrane channel (differential pressure) without much effect on the average permeate flux. In practical applications, membrane cleaning is often triggered when the differential pressure in a membrane channel exceeds a threshold value. A mathematical model was developed to simulate the development of differential pressure in the feed channel resulting from foulant capture by the feed spacers. Simulations were carried out to investigate and demonstrate the effect of various parameters on differential pressures in the membrane channel. Differential pressures observed in a two-stage reverse osmosis water reclamation plant were simulated with the model, and the results showed that the model could adequately describe the increase of differential pressure with operating time in the reverse osmosis plant.     

生物制剂对MBR中无纺布膜组件过滤性能的影响

研究了生物制剂对浸渍式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)中聚丙烯无纺布(non-wov-en fabric,NWF)膜组件过滤性能的影响。结果表明,能减少膜组件表面附着污泥胞外聚合物(extra-cellular polymeric sub-stances,EPS)的含量及污泥的沉积,减缓膜通量的衰减速率和膜污染,无纺布膜组件的过滤性能得到明显改善,表现出一定的耐污染性。生物制剂能改善污泥的沉降性能,有效防止污泥膨胀;对MBR的COD去除率基本没有影响,但略微增大了处理水的浊度。     

应用于维生素C凝结水处理反渗透膜清洗策略

针对沈阳某药厂维生素C生产工艺中凝结水产量大、处理成本高和杂质复杂等问题,提出了采用反渗透技术对工艺凝结水进行处理。在前期确定的最优操作条件基础上持续运行,研究了运行临界通量、清洗时机和清洗方式等工艺条件。结果表明,在本工艺条件下,反渗透膜系统的临界通量介于1.1 L/(m2.min)到1.2 L/(m2.min)之间,斜率变点分析法确定的可逆膜污染周期为10 d;加强型清洗策略EFM(enhanced flux maintenance)的操作是针对不可逆膜污染的一种有效清洗方式,EFM持续30 min为宜,NaClO和NaOH都是有机污染的有效清洗剂,膜的平均恢复率分别为85.4%和81.6%,显示出实际应用的可行性,具有推广价值。     

微波辅助疏水膜的清洗

针对膜蒸馏过程中膜表面常见的CaSO4垢和腐殖酸混合垢,对微波强化疏水膜清洗的效果进行了研究。结果表明,对于膜表面的CaSO4垢,微波辅助清洗效率高于常规清洗,且在清洗液的温度和流速较低时,微波的强化清洗效果更为明显;对于膜表面的腐殖酸混合垢,微波辅助清洗后的初始通量恢复率为88.4%,比常规清洗高出10.8%,同时可以相对缓解疏水膜的亲水化。     

Microbial fouling of a reverse osmosis municipal water treatment system

Microbial fouling of a municipal water treatment system using reverse osmosis was investigated. From a combination of growth and molecular assays, it was discovered that the prefilter unit concentrated and facilitated microbial growth, and such growth led to microbial fouling of the reverse osmosis unit. Few cells were observed in the prefilter influent, but substantial microbial contamination was observed in the prefilter effluent, and this correlated with increasing headloss across the prefilter. The effluent caused microbial fouling of the leading elements of the reverse osmosis unit, as determined by reduced permeate flow, analysis of the elements, and assays of the membrane foulant. Both the introduction of microorganisms to the reverse osmosis unit from the prefilter unit and headloss across the prefilter could be effectively controlled through cleansing of the prefilter housing unit with sulfuric acid. Such treatments must be performed at appropriate intervals to prevent subsequent microbial growth in the prefilter unit.     

焦化废水生物处理尾水的活性炭吸附及条件优化研究

国内焦化企业废水生物处理尾水中COD、色度等指标超标的现象大多是由残留的难降解有机物造成的。针对这种现象,通过采用不同种类和孔结构的活性炭、改变炭表面化学性质、优化吸附环境3种方式对生物处理尾水中的COD成分进行强化吸附,考察炭型、表面化学性质及pH值等因素的影响,以明确焦化废水吸附法深度处理的合理炭型及其优化的条件。把已稳定运行的1 320 m3/d处理规模焦化废水A/O/H/O工艺实际工程生物处理尾水作为研究对象,试验了13种活性炭品种的吸附去除COD及色度的效果,发现甲基蓝值和丹宁酸值大的炭型其吸附容量高;而某一种炭样的吸附特性实验中,不同化学改性时表面酸性官能团含量少的活性炭有利于提高其吸附容量,低pH值条件的吸附能力高于碱性条件,曝气混合方式能够缩短吸附平衡时间。经过优选的活性炭在适宜的反应条件下能够将焦化废水生物处理尾水中的COD值及色度值分别降低至60 mg/L及20倍以下,在较低的运行费用条件下使出水达到工业循环冷却水的水质要求。     

草甘膦母液膜分离的电渗析预处理

研究了用电渗析法去除草甘膦母液中影响膜通量的亚磷酸根,主要考察了pH值、工作电压、反应时间和温度等因素对亚磷酸根去除率的影响,并对电渗析预处理后母液纳滤膜分离的膜通量进行实验验证。实验表明：淡化液、浓缩液流量为30 L/h,pH值约为8.1,工作电压为20 V,反应时间为2 h左右,温度〈30℃时,电渗析对母液中亚磷酸...