探究集成膜技术深度处理抗生素制药废水研究

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1、天津大学硕士学位论文集成膜技术深度处理抗生素制药废水研究姓名：屈阁申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王志;刘广春20070101摘要抗生素制药废水具有色度高、含盐量高、有机物含量高、成分复杂等特点，采用传统的物理化学和生物法处理后，往往难以达到行业排放标准。对该废水进行深度处理并回用具有很大的社会效益和经济效益。基于此，本文对混凝一砂滤一微滤／超滤．反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水进行了系统的研究。分析了抗生素制药废水水质，考察了四种混凝剂的效果，确定所使用的混凝剂为PFS。PFS在不同的投加量下，存在最佳去除浊度投加量(80

2、mg／L)和最佳去除有机物投加量(140mg／L)。这两种投加量下处理后的废水，粒径分布不同。实验室考察了各种因素对膜过程的影响，通过SEM、EDX、FTIR、GC-MS等分析手段，研究了膜污染机制，探索了膜污染防治方法。微滤过程中，最佳去除浊度投加剂量下，通量衰减幅度最小：随着进水pH值的减小，通量衰减幅度减小：对比了三种操作压力下的通量衰减过程，适宜的操作压力为0．06MPa；在总反冲洗水量相等的条件下，增大对微滤膜组件的反冲频率，可以起到缓解膜污染的作用。微滤膜主要污染物是混凝形成的絮体，有机污染物中可能含有羧酸类有机物和酚类有机物

3、；NaOH溶液清洗后膜的通量恢复系数达到了93％。超滤过程中，最佳去除有机物投加剂量下，通量衰减幅度最小：随着进水pH值的减小，通量衰减幅度减小；对比了三种操作压力下的通量衰减，适宜的操作压力为0．1MPa；适宜的进水流速下，产水通量较大，通量衰减幅度较小；各类阻力所占的比例顺序为：膜表面污染层阻力>膜本身阻力>吸附阻力，超滤膜的污染主要是膜表面污染，污染物以有机物为主。两步法化学清洗后膜的通量恢复系数达到了93％以上。实验结果表明，混凝．微滤和混凝．超滤产水浊度小于0．5NTU，SDIl5小于1，都能满足反渗透进水的要求。但微滤稳定产水

4、通量几乎是超滤的两倍，而且微滤前处理所需的混凝剂量几乎是后者的一半。在上述实验基础上，设计并建立了自动化程度较高的试验装置，以此开展了混凝．砂滤．微滤．反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水的现场试验研究。试验结果表明，混凝对悬浮物平均去除率为86．6％，对浊度平均去除率为58．6％，对COD。。的平均去除率为32．9％。砂滤对浊度的平均去除率为46．3％。微滤对浊度的平均去除率为98．4％，对COD。，的平均去除率为23．2％，对NH3-N的平均去除率为31．8％。在0．06MPa的操作压力下，微滤产水通量在50"---'65L／m2．h

5、之间，微滤产水水质满足反渗透进水要求。现场试验所使用的两种反渗透膜组件的总脱盐率>97％，钙镁离子去除率>97％，COD口去除率>95％，硫酸盐去除率>92％。摸索出了防止膜污染的有效清洗方法，化学加强碱洗和气洗能够很好的恢复微滤膜产水通量，先酸洗后碱洗能够很好的恢复反渗透膜产水通量。两种反渗透膜组件产水水质符合《城市污水再生利用工业用水水质》(GB／T19923-2005)中冷却补充水的标准要求。在现场试验研究基础上，对混凝．砂滤一微滤．反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水进行了简要工程设计和经济分析，按RO产水量50吨／d,时进行估算

6、，项目总投资333．5万元，吨水成本为2．37元，具有良好的社会效益和经济效益。关键词：抗生素制药废水混凝微滤超滤反渗透集成技术膜污染11ABSTRACTThepharmaceuticaleffluentcontainingantibiotic(PECA)hashighcllroma，highsaltandhighCODcrconcentration，whichisdifficulttoreachtheindustrydischargestandardbyconventionalphysical，chemicalandbiological

7、treatments．Aswastewaterdischargeregulationsbecomemoreandmorestringent，theadvancedtreatmentwithintegratedmembranetechnologyforreclamationbecomesmoreandmoreattractive．ThispaperexploredthepossibilityoftheadvancedtreatmentofPECAwithcoagulation-sandfiltration-MF／UF-ROprocess．T

8、hePECAqualitywasanalyzed．Fourcoagulantsperformanceswerecompared，andPFSexperiencedthehighesteffic