滁州豆腐廠污水處理一體化設備在線報價咨詢隨著國內經濟的快速發展，水體中的污染物不斷增加，飲用水安全風險加劇。面對日益復雜的水體環境以及居民對優質供水的需求，常規的飲用水處理工藝在許多情況下已不能滿足要求。納濾是一種介于超濾和反滲透之間的膜處理工藝，因其對天然有機物(NOM)、硫酸根和硬度離子有良好的截留能力，同時又具有操作壓力低、水通量大的特點從而保證一定的經濟性，近年來在微污染水深度處理中受到越來越廣泛的關注。納濾的截留性能由空間位阻效應、靜電效應及疏水吸附效應決定。實際水體中溶質的種類非常復雜，含量差異極大，溶質間的相互作用或溶質與膜的相互作用往往會影響空間位阻效應、靜電效應及疏水吸附效應，從而影響膜的截留性能，因此實際水體中膜的截留特性往往與實驗室單一配水不同。現有關于納濾的研究大部分為實驗室小試，而實際水體的納濾中試較少，因此納濾在實際水體處理中的截留特性仍然有待探討。
膜污染是納濾過程面對的主要問題之一，主要的類型包括有機污染、無機污染、生物污染和結垢等，由此導致的膜通量下降、膜元件壽命縮短、能耗增加、成本增加等問題是制約納濾大規模用于飲用水深度處理的主要原因之一。膜解剖(Membraneautopsy)研究有助于了解膜表面污染物的組成，并進一步指導預處理和膜清洗，延緩膜污染發生。然而針對中試規模以上的膜解剖研究較少，且大部分研究所用的膜應用于市政污水再生或海水淡化領域。因此，地表水處理中納濾膜的污染特性仍有待研究。
本研究搭建一套納濾中試裝置對地表水廠砂濾池濾后水進行深度處理。該水廠采用湖泊水為水源水，原水中有機物濃度較高，化學需氧量(CODMn)年平均值為4.58mg/L，最大為5.47mg/L。由于存在水產養殖、航運、沿岸的工農業排放等污染源，造成水體中藥品、農藥和個人護理品的污染較為明顯。同時存在季節性氟離子和硫酸根離子濃度超標的問題?，F有飲用水處理工藝為常規工藝，對NOM和微量有機物的去除能力較差，對氟離子和硫酸根離子則基本不去除，而納濾恰好具有良好的有機物截留能力和選擇性去除離子的特性。本研究主要考察將納濾用于原水經混凝+沉淀+過濾的常規處理之后的深度處理時的污染物截留特性和膜污染特性以及膜清洗效果。期望通過本研究，探討納濾用于微污染地表水深度處理時的可行性。
1、材料與方法
1.1 納濾中試系統及運行
納濾系統采用兩支DF30膜串聯運行(見圖1)，DF30屬于疏松型納濾膜，截留相對分子質量為200~300，單支膜面積為37m2。為避免納濾膜受機械性損傷，在納濾膜系統前設置保安過濾器，過濾精度為5μm。在保安過濾器前、保安過濾器之后、納濾膜前和納濾產水側分別安裝壓力計，壓力計的初始值分別為1.4bar(1bar=0.1MPa)、1.4bar、1.6bar、0bar。中試時間為2017年9月~2018年1月，中試地點位于黃淮平原某地表水廠，水源水為湖泊水，現有工藝為原水→混凝→沉淀→過濾→消毒。納濾裝置進水來自于水廠砂濾池濾后水，濁度為0.4NTU左右。為提高系統回收率將部分濃水回流至進水側循環處理。試驗開始時調節過濾壓力，使初始系統產水量為1m3/h，對應膜通量為27L/(m2•h)調節濃水外排閥門，使初始得水率為80%，運行過程中不再對過濾壓力和得水率進行調整。
裝置運行期間，納濾系統進水和產水的溫度、pH、電導率、濁度和UV254每天測定1次，硫酸根、氯離子、氟離子、TOC、硬度、CODMn濃度每周測定1次，鈣、鎂、鈉、鉀、微量有機物濃度每2周測定1次。為便于后續膜解剖實驗以準確表征膜表面污染物，運行前3個月，未對膜進行化學清洗。在對膜污染進行表征后，通過監測標準化產水量(將水溫換算到25℃下產水量)的變化來確定是否進行化學清洗，當標準化產水量下降15%時，即進行化學清洗來控制膜污染。
1.2 納濾膜表面污染物提取
為充分提取膜表面污染物，采取超聲的方式對膜表面污染物進行提取。剪裁5cm×5cm納濾膜，置于100mL超純水中，在25℃條件下超聲10min后再放入搖床中震蕩10min，重復進行3次直至膜表面污染層脫落。洗脫液經0.45μm濾膜過濾后測定ATP、多糖、蛋白質和腐殖質含量，并檢測其熒光特性。ATP的測試方法參照文獻，多糖采用法測定，蛋白質和腐殖質采用改進的Lowry法測定。
1.3 納濾膜化學清洗
滁州豆腐廠污水處理一體化設備在線報價咨詢為尋找合適的清洗方法，首先在實驗室取受污染的膜片，以死端過濾方式測定膜通量，過濾壓力為0.3MPa。受污染膜片的初始通量記為Jf。將一系列受污染的膜片放入150mL清洗液中，搖床震蕩18h。測定清洗后膜的通量，記為J。以J/Jf的比值來判斷膜清洗的效果。J/Jf的比值越大，說明膜通量恢復越多，清洗效果越好。分別考察堿性清洗液(氫氧化鈉溶液)、酸性清洗液(鹽酸溶液)、乙二胺四乙酸(EDTA)和十二烷基硫酸鈉(SDS)對膜通量的恢復效果。
1.4 分析方法
濁度使用濁度儀(HACH2100N)測定，電導率使用電導率儀(雷磁DDS-307A)測定，UV254使用紫外分光光度計(MAPADAUV-1800)測定，總有機碳(TOC)使用總有機碳儀(島津TOC-Vcph)測定，陰離子采用陰離子色譜(Metrohm761)測定，陽離子采用ICP-MS(ThermoIRIS，USA)測定。三維熒光光譜采用日立F-7000熒光分光光度計測定。掃描電子顯微鏡(SEM)(Quanta200F，FEI，USA/Merlin，Zeiss，Germany)用以表征膜污染層表面形貌，X射線光電子能譜(XPS)(ESCALAB250Xi，ThermoFisher，USA)用以測定污染層表面元素組成。
