污水再生处理超滤-反渗透工艺技术经济性研究

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1、培养单位.环境学院工程领域:环境工程申请人蒋延梅指导教师:胡洪营教授联合指导教师:牛克胜研究员二O一四年一月TechnicalandEconomicPerformanceAssessmentofaUltrafiltration-ReverseOsmosisProcess'forWastewaterReclamationandReuseThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMast

2、erofEngineeringbyJiangYanmei(EnvironmentalEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorHuHongyingAssociateSupervisor:ResearchFellowNiuKeshengJanuary，2014摘要污水再生利用已成为缓解水资源短缺的重要途径。超滤-反渗透工艺因其污染物去除效率高、占地面积小、自动化程度高、操作简单等优点，在污水再生处理工程实践中的应用越来越多。但由于污水污染物成分复杂、水质波动大，导致膜污染问题十分突出。本研究针对光大水务

3、(淄博〉有限公司污水再生处理工程超滤-反渗透工艺，在系统掌握各工段水质水量和运行参数的基础上，评价了超滤-反渗透工艺污染物去除效果，研究了超滤和反渗透膜在运行过程中膜性能变化趋势，分析了反渗透膜污染物质，并对超滤-反渗透工艺进行了经济性评价。超滤出水浊度在0.02-0.23NTU之间，SDI(污泥淤积指数〉在0.4-3.2之间，满足反渗透进水要求。超滤对浊度和COD的去除率分别为94%和16%，对氨氮、总磷、总硬度的去除效果不明显。反渗透出水水质浓度范围:DOC

4、mglL，电导率13-56us/cm，总硬度3.99-34.80mglL。运行22个月间，反渗透出水水质较好且稳定，满足用水企业的要求。经过22个月的运行，超滤出水SDI月均值平稳保持在3mgIL以下，跨膜压差仅有缓慢增长，膜性能变化不明显。反渗透系统标准化脱盐率变化不明显，但标准化产水量有不同程度下降，标准化压差明显升高，化学清洗频繁，膜污染较为严重，反渗透膜性能有所下降。反渗透膜污染物中有机污染物占79%"无机污染物占21%。无机污染物中含有Si、Ca、挝、Fe、Mn，Mg等元素，其中Si、Ca元素所占比例较高。有机污染物易溶于N

5、aOH溶液，单位膜面积内NaOH溶液溶解的有机质质量约占总有机质质量的45%，主要是溶解性微生物代谢产物及腐殖酸类腐殖质等，多为小于5ωa的有机物。该超滤-反渗透系统2012年运行负荷率为56%，运营成本为5.36元1m3，运行负荷率达到100%时运营成本可降至3.66元1m3，提高运行负荷率是该工程降低运营成本、改善经济效益的关键。关键词:污水再生利用;超滤;反渗透;膜污染;清洗AbstractWastewaterreclamationandreuseisaviableandattractiveapproachtodealingwi

6、ththeglobalwaterscarcityandbecominganemergingissuethroughouttheworld.Ultrafiltration(UF)-reverseosmosis(RO)processhaverecentlygainedrecognitionasviabletechnologiesforthewastewaterreclamationduetotheirhighremovalefficiencyofpollutants，stablewaterqualityandeasyoperation.H

7、owever，membranefoulingisstillamajorconcernintheapphcationofmembranetechnologyasitdeterioratestheperformanceofmembranes.TheremovalefficiencyofpollutantsininfluentoftheUF-ROprocessandthechangesofmembraneperformancewereevaluatedinthispaper.Furthermore，theautopsyofafouledRO

8、membranemoduleintheUF-ROprocesswasmadeinthelaboratorytofigureoutthemainmaterialscausingROmembranefouling.Thetu