纳滤膜深度处理不同二级出水膜污染研究

随着全球水资源的日益短缺以及水质标准的日益严格,污水深度处理与回用已成为国内外解决水资源短缺问题的一个重要举措。近年来,纳滤膜作为一种良好而稳定的膜过滤技术,在污水深度处理与回用方面备受关注。但膜污染是限制其推广应用的主要因素,膜污染形成机制及控制需要进一步研究。本文以城市污水二级出水和肉制品加工废水二级出水为研究对象,采用NF90和NF270两种纳滤膜进行处理。研究其对不同二级出水的处理效果,并在此基础上进行纳滤膜污染研究,通过分析通量下降、膜阻力变化、膜污染物质及污染膜表面研究纳滤膜的污染机理,明确膜污染的共性及差异,并提出合理的清洗策略。以期为纳滤膜在不同废水深度处理中的推广使用提供科学依据。研究结果表明:(1)NF270和NF90两种纳滤膜的性能存在明显差异,NF270的膜通量远高于NF90膜。两种纳滤膜对不同二级出水中的有机物截留效果均较好,纳滤产水TOC浓度均低于2mg/L。两种纳滤膜脱盐率差别较大,NF90膜对不同废水的脱盐率均可达96%以上,NF270膜的脱盐率较低,处理城市污水二级出水和肉制品加工废水二级出水时,脱盐率分别为54%和36%。(2)膜污染研究结果表明,NF270的膜污染程度远大于NF90,处理不同废水时,NF270的通量衰减率均大于60%,NF90为9~16%。肉制品加工废水二级出水对膜造成的污染大于城市污水二级出水,采用NF90处理时,膜通量衰减率分别为16%和9%,采用NF270处理时,膜通量衰减率分别为64%和62%。(3)膜阻力分析结果表明,当用纳滤膜深度处理不同二级出水时,污染膜表面阻力由膜固有阻力Rm、吸附阻力Ra和表面凝胶阻力Rc组成,膜固有阻力Rm占总阻力的比重较大,NF270的膜吸附阻力和表面凝胶阻力所占比例均大于NF90膜。使用纳滤膜处理肉制品加工废水二级出水时,膜表面吸附阻力的影响相对较大。(4)膜污染物质分析结果表明,NF90和NF270两种纳滤膜深度处理不同二级出水后,膜表面均存在无机污染和有机污染。其中肉制品加工废水对膜造成的无机污染程度大于城市污水,而两种废水对膜造成的有机污染程度基本一致。形成有机污染的主要物质为溶解性微生物产物(SMP)和氨基酸类物质,原水中存在的腐殖酸和富里酸类物质对膜污染影响较小。(5)使用不同清洗液对NF270和NF90污染膜进行清洗,结果表明,对于膜的有机污染,碱性清洗液效果最好,去离子水和酸性清洗液次之。酸性清洗液对无机离子的效果较好。实际应用中,可采用碱洗为主,辅助酸洗的方法。……