国产抗污染RO膜在城市综合污水回用处理的中试研究
中水是城市的重要水源之一,有效地处理城市污水,是解决城市缺水问题和可持续发展的战略性对策之一。反渗透膜技术由于具有独特的优势,已经在传统水行业得到广泛应用,但由于中水回用的难度大,国产反渗透膜的使用寿命一般都较短,目前国外产品一直处于主导地位。本项目选用北京时代沃顿科技有限公司生产的VONTRON-FR11-8040型国产商品化抗污染反渗透膜元件,拟通过该膜元件在北京地区中水回用的中试研究,为国产膜在中水回用方面的产业化推广应用奠定基础。本研究主要内容包括： ⑴对VONTRON-FR抗污染膜的性能进行了考察,通过扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)以及接触角测定仪分别对比了VONTRON-FR膜和两种国外品牌的反渗透膜A-FR膜和B-FR膜的表面性能,并对VONTRON-FR膜和A-FR膜进行了抗结垢和抗污染实验。这三种表面分析测试结果与抗结垢和抗污染实验的结果一致,结果表明VONTRON-FR膜的抗结垢和抗有机污染性能优于A-FR膜。 ⑵设计并建立了一套用于中水回用的反渗透中试装置,然后开展了中试研究,主要分为两个阶段,第一阶段按现有RO项目的运行参数,验证抗污染反渗透膜元件VONTRON FR11-8040在中水回用中应用的可行性;第二阶段考察 RO膜的运行性能、药剂投加费用、能耗和化学清洗效果,并优化RO系统的运行方式,降低投资和运行成本。经过第一阶段试验调试和运行,该系统运行稳定,相关参数达到预期要求,比现有系统脱盐率更好,表明使用VONTRON抗污染膜FR11-8040膜替代国外某品牌具有很好的可行性。第二个阶段提高回收率到70％,产水通量上升至20LMH,系统运行稳定,证明膜具有较强的抗污染性能。药剂的加药量由原来的5PPM下降到3PPM,系统产水未发生变化,减少了日常维护费用。膜清洗后具有很好的回复能力。 ⑶采用国产抗污染反渗透膜元件VONTRON FR11-8040,开展了20000m3/d的城市污水回用的设计,模拟计算结果表明,膜用量由1260支降低至1080支,膜直接用量降低14.28%,但由于膜通量上升,导致其运行压力由7.84bar上升至9.3bar,吨水能耗由0.36kwh/m3上升至0.42kwh/m3。然后通过对建设费用和运营费用分析得出,虽然系统单位能耗上升,但由于采用国产膜元件替代,膜及膜壳投资费用可节省314.4万元,投资占比节省37.43%。并进一步降低药剂用量,系统整体运营费用降低效果明显,其占比达到23.25%,因此通过上述工艺调整,系统运营优化效果明显。
生活废水;污水处理;废水回用;反渗透膜
中国海洋大学
硕士
化学工程
苏保卫
2013
中文
X799.3;X703.1
69
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）