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反滲透技術在難降解有機污廢水處理中的應用

      以反滲透（RO）為核心的膜分離技術因其高效、占地面積小、產水水質高、運行可靠、易實現自動控制和集成化等優勢，為獲得高品質的再生水提供了重要的技術保障，從而成為了21世紀水處理領域的關鍵技術。上期我們了解到了什么是RO膜分離技術以及反滲透技術在高礦化度廢水處理中的應用。這期我們繼續分享反滲透技術在難降解有機污廢水處理中的應用。

      1，印染廢水和石化廢水的處理

      印染廢水由于其包含大量染料、漿料以及其他無機鹽、酸堿等成分，具有水量大、有機污染物含量高、水質變化大、可生化性差等特點。其色度可高達4000倍。

      采用臭氧-曝氣生物濾池（O3-BAF）作為預處理，與超濾（UF）和反滲透（RO）雙膜系統組合的深度處理方法，處理印染紡織廢水。在處理過程中，首先利用臭氧初步降解廢水中的難降解有機物以提高其可生化性，然后利用生物濾池進行生物降解和過濾，使水中的化學需氧量（COD）降低到27.4mg/L、懸浮物（SS）小于5mg/L。出水通過多介質過濾器過濾，其中裝填石英砂和錳砂組合濾料，進一步吸附濾除水中的SS、膠體細菌、病毒等雜質。然后經UF處理使RO進水穩定在濁度小于0.4NTU、飽和指數在0.4到1.5之間。為了避免在膜表面產生微生物污染，系統在UF進水前加入次氯酸鈉消毒劑。UF出水通過高壓泵進入保安過濾器，出水加阻垢劑和亞硫酸鈉還原劑進入RO。經過該工藝處理，最終產水pH為7.4到7.9、電導率50到200微秒/厘米、總硬度為2到10毫克/升、總堿度25到60毫克/升，達到了生產回用水水質標準。

      石化污水具有水量和水質波動大、污染物成分復雜的特點，其中生產中帶入的油含量最高可達30克/升、硫化物接近50毫克/升，COD約為1克/升，各種鹽的質量濃度接近12克/升，還含有揮發酚等有毒有害物。

      對于污廢水中的各種形態的油，一般采用重力隔油池回收和氣浮脫出處理，可使出水中油的質量濃度降至30毫克/升以下。王曉陽首先利用隔油池去除石化污水中的大部分可浮油；然后調節污水pH至8到8.5，投加催化劑、曝氣氧化水中硫化物，使出水中硫化物濃度控制在5毫克/升以下；通過氣浮去除污水中的懸浮物和乳化態油；然后在先缺氧后好氧的環境下，利用微生物將水中的有機物和氨氮降解為二氧化碳、水和氮氣（即2A/O兩段生物處理工藝）；再經快速過濾、UF和活性炭吸附進一步脫出水中的SS和有機物后，進入RO系統。最終處理產水中的鹽濃度降至500毫克/升，作為生產補充水使用。

      膜生物反應器（MBR）工藝是將膜過濾工藝與傳統活性污泥法進行有機結合，在活性污泥池中直接加入簾式微濾（MF）或UF膜組件代替二沉池進行泥水分離，在有效截留廢水中SS的同時，可高效降解有機物，獲得穩定的產水水質。具有污泥齡、污泥濃度等技術條件調控空間大，出水水質標準高、設備占地面積小、易實現集成化等優點。利用MBR代替生化處理、多介質過濾和UF作為RO的預處理，可大大縮短RO水處理工藝流程。

      山東某大型紡織染整企業首先利用水解酸化池將印染廢水中的大分子有機物厭氧酸化分解成可生化性高的小分子有機物，再依靠重力自流進入MBR生化池，經過充分吸附、氧化和降解、濾過作用，將廢水中COD降至110毫克/升以內、SS幾乎不能有效檢出，基本滿足RO進水水質要求。工程設計處理規模為10000立方米/天，回用水的處理費用預計為3.92元/立方米。

      由此可見，相較于UF+RO雙膜法，MBR+RO雙膜法因工藝流程縮短，不僅生產管理簡化，而且水處理成本相對較低，更適用于難降解有機污廢水的深度處理。

      2，垃圾滲濾液的深度處理

      垃圾滲濾液主要來源于填埋場的降水，其污染物主要來源于微生物對垃圾的分解和降水淋溶。這種水質非常復雜且波動大，其COD遠高于城市污水，最高可達30000mg/L。同時，垃圾滲濾液的可生化性很差。此外，滲濾液還可能含有多種金屬離子，如Fe2+、Cd2+、Cr3+、Cu2+、Zn2+等。在發酵階段，Fe2+的濃度甚至高達2000mg/L，Ca2+高達4000mg/L。

      盡管A/O二段生化處理工藝已被廣泛用于垃圾滲濾液的有機物降解和脫氮處理，但其出水效果并不穩定。為了解決這個問題，姜彥超等人在利用機械過濾的基礎上，采用了UF膜與A/O結合構成的MBR工藝，以強化其對垃圾滲濾液中有機物的去除率。出水經過UF膜水泥分離后進入納濾（NF）系統。納濾系統能有效分離MBR產水中分子量為200到2000的有機物和部分高價金屬離子。通過組合MBR、NF和RO三膜聯合處理工藝，組成了一個有效的處理流程。研究結果表明，該工藝運行效果良好，出水水質達到生活垃圾填埋場污染控制標準。在運行過程中，當NF出水滿足排放要求時，產水可直接排放，否則利用后續的RO系統繼續處理。

      利用A/O-MBR+NF+RO工藝處理垃圾滲濾液的研究中發現，向A/O反應器中加入活性炭不僅可改善系統對有機物和重金屬的去除效果，同時還能減輕膜污染。

      對于高污染、難降解的垃圾滲濾液，經過生化處理及MBR降解和過濾后，出水中仍會殘留一定量的小分子有機物和較強的微生物代謝產物。在RO前引入NF可以緩解這部分有機物可能與高濃度金屬離子在RO膜表面形成復雜的無機有機復合污染，從而保證RO系統的穩定運行。

      結語：

      格林環保是一家專業從事工業污水/廢氣處理設備制造、項目設計建設、智能運維、技術咨詢服務的環保管家綜合服務商，是國家高新技術企業。我們專注環保水治理23年，資質齊全，服務專業，擁有多年經驗，可以幫您解決污水處理中的眾多難題，是多家企業的選擇，如果您有相關需求或者合作，歡迎致電詳談。

      下期繼續分享反滲透技術在難降解有機污廢水處理中的應用，敬請期待。

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