以超濾為主的組合工藝處理洗車廢水技術(shù)及膜污染研究.pdf

1、為考察超濾膜在含乳化油廢水回用處理中的膜污染問題，結(jié)合混凝沉淀、砂濾、活性炭預(yù)處理工藝，以洗車廢水為研究對象，通過Field模型的引入，首次對超濾處理洗車廢水的膜污染形式進(jìn)行研究，建立膜污染數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過對膜阻力分布的研究，找出了洗車廢水處理過程中膜污染的主要致因，通過對膜污染主要矛盾的控制，延緩膜的污染速率。這對類似的乳化油廢水，如切削廢水、機(jī)加廢水等污水的膜污染控制具有重要應(yīng)用價值。 對高錳酸鉀強(qiáng)化混凝過程

2、進(jìn)行研究，采用兩種高錳酸鉀投加方式：一是在混凝劑前投加，二是在混凝劑后投加。其中在混凝劑前投加2mg/L的高錳酸鉀可以獲得較好的混凝效果。其原因在于高錳酸鉀可以直接氧化有機(jī)物，并且MnO4-在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的新生態(tài)水合二氧化錳，它對有機(jī)污染物具有吸附、氧化、包夾等多種作用，從而達(dá)到對有機(jī)物較好的去除效果。此外，高錳酸鉀強(qiáng)化混凝可以減輕有機(jī)物對混凝的阻礙作用，可能是由于以下作用：一是高錳酸鉀破壞有機(jī)物的酚羥基等酸性基團(tuán)，降低有機(jī)物的表面電

3、荷密度；并減少有機(jī)物與鋁離子的絡(luò)合；二是高錳酸鉀在分解過程中形成的帶正電荷的中間產(chǎn)物也可能起到中和有機(jī)物表面電荷的作用，提高混凝劑的利用率。 通過對砂濾粒徑對出水水質(zhì)的影響、沿濾層深度濁度的變化、濾速的影響、活性炭的吸附性能、超濾膜的選擇等試驗的研究，確定了適用于洗車廢水水質(zhì)的超濾組合工藝設(shè)計參數(shù)。試驗過程中，高錳酸鉀投加量為2mg/L，PAC投加量為80mg/L條件下，采用粒徑0.7mm、填充厚度1000mm的石英砂和填充厚度

4、為1100mm的GJ-15型活性炭，濾柱直徑均為100mm的濾柱進(jìn)行過濾，再通過UWS505中空纖維超濾膜處理后，出水濁度、COD、LAS、油和氨氮值均能滿足回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。 首次對洗車廢水中濁度、有機(jī)物、LAS、油等物質(zhì)在水中相互作用進(jìn)行系統(tǒng)地分析，利用試驗控制各環(huán)節(jié)的操作參數(shù)，控制操作條件。在混凝沉淀階段，當(dāng)濁度＜200NTU時，LAS和油的去除率隨濁度值的增加而遞減；當(dāng)濁度＞200NTU時，LAS和油的去除率隨濁度值的

5、增加而遞增，因而在實際操作過程中，需將混凝沉淀的進(jìn)水濁度控制在200NTU左右。此外，混凝過程中，當(dāng)含油量增多的時候，混凝對LAS的去除效果就越好，這說明混凝在對油分子起作用的同時，也會將與油分子相連的LAS大分子一并除去，因此在混凝階段可以優(yōu)先采用有利于油類去除的混凝劑。 在砂濾階段，由于該單元主要以有機(jī)物去除為主，而LAS的親水性不利于有機(jī)物分子在濾料上的吸附，試驗證明，只要水中存在少量的LAS，就影響砂濾對COD的去除效果

6、，但是去除率受LAS濃度的影響不大。雖然砂濾對COD的去除能力有所下降，但其對濁度的抗沖擊負(fù)荷能力在組合工藝中依然占有重要地位，只是更改了組合工藝中有機(jī)負(fù)荷的分配。 在活性炭階段，LAS的去除是最為關(guān)鍵的，而洗車廢水水質(zhì)中對活性炭吸附能力影響最大的即為水中乳化油的含量，試驗證明，油含量的增加使LAS去除率下降，但是在較低含油量下，這種現(xiàn)象不明顯。由于試驗采用的洗車廢水原水含油量相對較低，因此可以在活性炭處理前不采用乳化油去除的強(qiáng)

7、化手段。 首次對超濾處理洗車含油廢水的膜通量變化進(jìn)行了研究。超濾處理洗車廢水過程中，當(dāng)膜面流速一定時，在低操作壓力下膜通量隨時間的變化呈近似直線衰減；在相對高的操作壓力下，膜通量隨時間的變化呈曲線衰減。當(dāng)壓力一定時，膜面流速增加有助于膜通量的增加，但隨著時間的運行，通量的增加幅度不大，而高流速需要消耗較高的能量，提高運行成本。在較低操作壓力下，膜面流速的影響不是很大，并且膜通量可在較長時間內(nèi)維持穩(wěn)定。根據(jù)通量增加幅度及耗能考慮，

8、本試驗選取最佳的操作壓力為0.10MPa，適宜的膜面流速為0.32m/s。 首次對超濾洗車廢水處理過程中的膜污染問題進(jìn)行研究。通過Field模型的引入，利用Field模型找出適合表示膜通量下降的數(shù)學(xué)模型表達(dá)式，即通過選取代表不同污染狀態(tài)的n值，將膜通量試驗數(shù)據(jù)代入，所得數(shù)學(xué)模型中回歸系數(shù)最大的一個即為膜的代表性污染狀態(tài)。對所選擇的膜污染數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校核，確定了洗車廢水處理過程中的膜污染狀態(tài)是完全堵塞狀態(tài)。 在此基礎(chǔ)上，通

9、過對超濾膜自身阻力、吸附阻力、凝膠層阻力、濃差極化阻力的測定，求得了它們在過濾過程中占有的各自比例關(guān)系，找出了膜污染的主要致因。結(jié)果表明，聚砜膜的膜阻力主要是由膜自身阻力和膜吸附阻力兩部分產(chǎn)生的，并且膜截留分子量越小，膜的自身阻力越大。在實際操作中，可通過減少膜的有機(jī)污染來減少膜的吸附阻力。 對洗車廢水處理過程中超濾膜的清洗技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，室溫時采用超濾透過液在0.25MPa下，過濾1h，水反沖洗3min對超濾膜進(jìn)行清