面向市政污水深度处理的PVDF压力式膜组件中试应用研究

Posted 2023-01-14 组件

篇首语：人生在勤，不索何获本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了面向市政污水深度处理的PVDF压力式膜组件中试应用研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：采用PVDF压力式膜组件对经过生化处理的市政污水进行深度处理中试研究，重点考察PVDF压力式膜组件跨膜压差（TMP）随运行时间的变化以及影响因素，以及PVDF中空纤维超滤膜对水中污染物的去除效果。研究结果表明：在产水通量恒定为60 L/(m2.h)的前提下，SMT600-P40膜组件的跨膜压差基本上在25～60 kPa之间变化；常规的维护性化学加强反洗(CEB)对恢复膜组件通量，降低跨膜压差效果很好；在连续运行60天期间只进行了一次化学清洗；经过SMT600-P40过滤的产水水质稳定，浊度均小于0.2 NTU，SDI均小于3，原水COD去除率大于40%；在水温6～16℃的秋冬季，吨水耗电量约为0.2 kW。PVDF压力式膜组件适用于对生化处理后的市政污水进行深度处理与净化，实现水资源的重复利用。

关键词：市政污水；PVDF；压力式膜组件；膜污染；去除率

引言

传统的市政污水处理工艺大多是采用生物法降解水中的有机物，降低COD和BOD，然后采用混凝、沉淀和砂滤等工艺去除悬浮物，颗粒和胶体等污染物，出水达到国家排放标准即可。随着微滤和超滤膜技术的快速发展以及膜材料成本的逐渐降低，采用膜分离技术对市政污水进行深度处理，以达到更为纯净的出水水质，在水处理行业内越来越受到人们的关注。市政污水经过深度处理后，可以回用于工业给水以及城市用水和居民生活用水，从而减少了地下水和地表水等饮用水水资源的使用。

用于制备超滤和微滤膜的原材料有很多种，生产工艺也各有不同。其中采用热致相分离（TIPS）法制备的PVDF中空纤维膜因为具有很高的抗拉伸强度、抗污染、低能耗、抗氧化剂和耐酸碱等特点，在城市及工业污水深度处理应用中具有独特的优势。本文采用PVDF压力式膜组件对北京温泉污水处理厂的传统工艺出水进行了为期几个月的深度处理中试试验研究，考察影响膜性能的各种因素以及PVDF压力式膜组件对污染物的去除效果，最后从经济角度分析膜法用于市政污水深度处理的运行成本。

1试验装置与方法

1.1工艺流程

试验原水为温泉污水处理厂处理的生活污水达标排放水，通过潜水泵抽吸，原水先经过150 μm的叠片过滤器进入中试装置原水箱，在叠片过滤器前投加3ppm次氯酸钠杀灭细菌和微生物。利用增压泵将原水打入压力式膜组件，过滤后的产水进入产水箱，产水流量恒定为60 L/(m2.h)。每过滤27 min进行一次空气擦洗与产水反洗相结合的物理清洗，以除去膜表面的污染物，持续时间为90 s，空气流量为5 Nm3/h，产水反洗流量为75 L/(m2.h)。物理清洗后再用原水冲洗压力式膜组件进水侧30 s，正冲洗流量为75 L/(m2.h)，主要目的是将物理清洗下来的污染物排出膜组件，并将膜组件充满新鲜的原水，开始下一个27 min的过滤周期。连续运行48个过滤周期后，进行一次维护性化学加强反洗（CEB），清洗方法为配置1000 ppm的NaClO溶液，并且用NaOH调节pH至11.5左右，将药剂反洗进入膜组件，然后进行三次浸泡10 min加气擦洗60 s，最后用产水反洗60 s后排空，其中气擦洗流量为5 Nm3/h。根据膜污染的实际情况，在进行3～5次NaClO药剂CEB以后，采用浓度为1.5%的柠檬酸进行一次CEB。图1给出了该中试的工艺流程简图。

图1 中试工艺流程简图

1.2 PVDF压力式膜组件

试验采用的PVDF压力式膜组件为北京赛诺膜技术有限公司生产的SMT600-P40膜组件。表1中给出了该膜组件的具体性能参数。

表1 SMT600-P40膜组件性能参数