城市污水MBR处理后的膜集成深度回用性能研究

【摘要】： 火电厂是用水大户,其用水量占全国工业用水量的40%左右,而我国水资源相对短缺,水体污染日益严重,因此中水回用是解决这一供需矛盾的有效方式。 中水深度回用中最具代表性和先进性的技术为膜集成工艺,膜法深度回用水来源多为污水处理厂生化处理二级出水,而以膜生物反应器(MBR)出水为深度回用原水的工艺目前在国内应用实例尚少。由于膜的高效分离作用,分离效果远好于传统沉淀池,MBR处理出水悬浮物和浊度接近于零,细菌和病毒被大幅去除,这都为深度回用提供了良好条件。然而生化处理残留COD和氨氮等物质对反渗透膜的影响问题不容忽视,本试验正是基于这一背景,以某电厂超滤-反渗透膜集成深度回用工艺为基础,研究MBR处理后的中水对深度回用系统可靠性的影响。 该试验研究了深度回用MBR出水于电厂补给水的超滤-反渗透(UF-RO)系统中膜组件运行的可靠性以及系统设计的适用性。根据MBR出水水质特点和系统运行工况确定UF-RO系统最合理的工艺参数,考察系统运行的工艺性能,针对运行过程中出现的状况进行分析和调整,优化运行过程,以期为实际生产提供指导。重点考察了残留COD、氨氮等物质对系统的污染影响,确定和优化了超滤水冲洗和反渗透膜化学清洗的方案。 试验结果表明MBR出水做回用水源,以超滤作为反渗透的预处理,出水水质稳定且不受原水水质变化的影响;UF-RO工艺能够有效去除水中的悬浮物、胶体、有机物、氨氮、盐类等,出水水质较之原水有质的飞跃,符合深度回用的要求。当跨膜压差上升10%～15%时即对膜进行了化学清洗,在优化的清洗方案基础上,超滤、反渗透的水通量分别能恢复到初始膜通量的98%和96%,清洗效果明显。整个试验证明了MBR-UF-RO工艺深度回用中水的可靠性,为实现节水目标打下了基础。 【关键词】：深度回用 MBR出水 膜集成 膜污染 清洗
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-32
• 1.1 我国水资源概况及火电厂用水现状12-15
• 1.1.1 我国水资源概况12
• 1.1.2 火电厂用水状况12-14
• 1.1.3 电厂中水回用现状14-15
• 1.2 膜分离技术概述15-20
• 1.2.1 膜分离技术的发展15-16
• 1.2.2 膜分离技术的分类16-18
• 1.2.3 膜分离技术的特点18
• 1.2.4 膜分离技术在工业上的应用18-19
• 1.2.5 膜分离技术在水处理中的应用19-20
• 1.3 超滤理论基础20-27
• 1.3.1 概述20
• 1.3.2 超滤的基本原理20-21
• 1.3.3 超滤膜的性能表征21-23
• 1.3.4 超滤膜组件23-25
• 1.3.5 超滤的浓差极化25-26
• 1.3.6 超滤膜污染26-27
• 1.4 反渗透理论基础27-32
• 1.4.1 概述27
• 1.4.2 反渗透的基本原理27-28
• 1.4.3 反渗透膜的性能表征28-29
• 1.4.4 反渗透膜组件29-31
• 1.4.5 反渗透浓差极化31
• 1.4.6 反渗透膜污染31-32
• 2 课题来源与研究内容32-34
• 2.1 课题来源32
• 2.2 研究内容32-34
• 3 试验材料与方法34-39
• 3.1 进水水质34
• 3.2 试验装置34-36
• 3.3 药品与仪器36-37
• 3.3.1 试验药品36
• 3.3.2 仪器设备36-37
• 3.4 监测项目与试验进度37-39
• 3.4.1 监测项目37
• 3.4.2 进度与内容安排37-39
• 4 超滤试验结果与分析39-56
• 4.1 不同工况条件对超滤运行性能的影响39-41
• 4.1.1 操作压力影响39-40
• 4.1.2 操作温度影响40-41
• 4.2 膜通量变化41-43
• 4.3 超滤膜的产水水质43-49
• 4.3.1 超滤膜对浊度的去除43-44
• 4.3.2 超滤出水 SDI44-45
• 4.3.3 超滤膜对 COD的去除45-46
• 4.3.4 超滤对氨氮的去除46-47
• 4.3.5 超滤对硬度的去除47-49
• 4.4 超滤膜污染与清洗49-52
• 4.4.1 超滤膜的污染49
• 4.4.2 超滤膜跨膜压差变化49-50
• 4.4.3 超滤膜的化学清洗50-52
• 4.5 超滤技术作为反渗透预处理的可行性分析52-55
• 4.5.1 反渗透对进水水质要求52-53
• 4.5.2 超滤作为预处理的优越性53-55
• 4.6 超滤运行小结55-56
• 5 反渗透试验结果与分析56-60
• 5.1 反渗透回收率的确定56
• 5.2 试验方法与目的56
• 5.3 反渗透膜的产水水质56-59
• 5.3.1 反渗透膜对 COD的去除56-57
• 5.3.2 反渗透膜对氨氮的去除57-58
• 5.3.3 反渗透膜对盐类的去除58-59
• 5.4 反渗透运行小结59-60
• 6 利用 MBR出水的回用试验研究60-74
• 6.1 试验方案60
• 6.2 系统维护60-61
• 6.3 系统运行效果61-66
• 6.3.1 超滤出水SDI状况61-62
• 6.3.2 系统对COD的去除62-63
• 6.3.3 系统对电导率的去除63-65
• 6.3.4 系统对氨氮的去除65-66
• 6.3.5 反渗透膜跨膜压差变化66
• 6.4 反渗透膜污染及清洗66-69
• 6.4.1 反渗透膜清洗条件66-67
• 6.4.2 反渗透膜的化学清洗67-69
• 6.5 反渗透膜的污染状况研究69-72
• 6.5.1 反渗透膜污染状况69-70
• 6.5.2 清洗研究方案70-71
• 6.5.3 清洗效果对比71-72
• 6.6 反渗透出水深度回用的可靠性72-74
• 7 结论与建议74-76
• 7.1 结论74-75
• 7.2 建议75-76
• 参考文献76-79
• 附录 A79-82
• 作者简历82-84
• 学位论文数据集84

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