江南,市政污水回用系统中UF膜对RO膜污染抑制作用的研究朱列平1，田陆梅2，黄圣散2，杨瑜芳 2 (1. 蓝星东丽膜科技（北京）有限公司，北京 101318； 2. 东丽先端材料研究所（中国)有限公司

焦点提醒：市政污水回用系统中UF膜对RO膜污染按捺感化的研究朱列平1，田陆梅2，黄圣散2，杨瑜芳 2(1. 蓝星东丽膜科技（北京）无限公司，北京 101318； 2. 东丽先端材料研究所（中国)无限公司，上海 200241) 中国给水排水2023年中国污水中国给水排水2023年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会（第十四届）邀请函处理厂提标改造（污水处理提质增效）高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事

中国给水排水2023年中国污水中国给水排水2023年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会（第十四届）邀请函处理厂提标改造（污水处理提质增效）高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事

中国给水排水2023年中国污水处理厂中国给水排水2023年城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会（第十四届）邀请函提标改造（污水处理提质增效）高级研讨会(第七届)邀请函暨征稿启事

(1.蓝星东丽膜科技（北京）无限公司，北京101318；2.东丽先端材料研究所（中国)无限公司，上海200241)

摘要：经由过程城市污水UF+RO和保守多介质过滤器+RO的中试平行对照运转，考查UF膜作为RO膜前处置的感化和劣势。成果注解，对养分物目标(N、P)，和无机物目标(TOC、卵白质、多糖类)的去除结果上，UF与多介质过滤器相当；但在与RO生物污染紧密亲密相干的一些目标(ATP)，UF表现出显著的劣势；且UF出水的SDI值也显著较低。是以，由水质成果的对照能够认为UF比拟多介质过滤器，能更有用按捺RO生物污染趋向的成长。中试运转也进一步申明UF作为前处置的RO膜系统的压差增加和产水量衰减趋向较着更低，即验证了UF相对多介质过滤器在节制RO生物污染方面具有显著的劣势。。

淡水资本的欠缺和废水排放量的增添已严峻影响到经济的延续成长和人平易近糊口程度的提高，开辟新的水资本成为当务之急。我国城市污水排放量庞大，作为城市的“第二水源”要比远距离引水加倍经济[1]。扶植部、科学手艺部发布的《城市污水再生操纵手艺政策》要求2015年北方地域缺水城市再生水间接操纵率到达城市污水排放量的20%-25%，南边沿海缺水城市到达10%-15%，其他地域城市也应展开此项工作，并逐年提高操纵率。

最近几年来，膜手艺在污水处置与回用范畴的利用愈来愈普遍[2]，工业废水、城市污水等经由过程生化处置后再经膜法深度处置后可回用为工业清水，提高��APP了水资本的操纵率。此中尤以UF作为RO前处置工序的膜集成系统在浩繁项目项目中获得推行。UF的截留份子量通常是300至50万[3]，具有出水水质不变，水质杰出的特点[4]。但是比拟在其他保守的RO前处置深度处置工序，UF的投资和运转本钱相对较高，且今朝对其包管RO持久不变运转的结果和节制RO生物污染和无机污染等方面的劣势点也其实不明白。

本研究的首要目标是对照保守的多介质过滤器处置工序，科学地说明采取UF在包管全体污水回用系统的不变性和有用节制RO膜污染方面的劣势。

本实验的处置对象为姑苏某城市污水处置厂二级出水。原水水质如表1所示，该二级出水水质可到达《城镇污水处置厂污染物排放尺度》(GB18918-2002)一级A尺度。

本研究采取的两套平行工艺如图1和图2所示，别离为混凝沉淀+多介质过滤器+RO和在线混凝+UF+RO工艺。此中多介质过滤器采取两级过滤模式，一级多介质过滤器的填充滤料为无烟煤和石英砂的夹杂滤料，二级多介质过滤器填充滤料为石英砂。

UF采取东丽公司最新的超滤膜组件HFU-2008N，单支膜的膜面积为11.5m2，东丽“HFU系列”中空纤维超滤膜是东丽团体在终年堆集的高份子化学手艺·制膜手艺的根本上研制开辟的，膜材料选器具有很强的物理经久性和抗化学侵蚀性的聚偏氟乙烯（PVDF），怪异的拉丝方式(NEW-TIPS)实现了膜的高强度和高透水性，同时具有出色的抗污染机能。膜的截留份子量为150,000道尔顿，过滤体例为外压式，合用在高浊度原水的处置。

RO采取东丽公司的高经久抗污染RO膜元件TML-10D，单支膜的膜面积为7m2，其膜材质为架桥芬芳族聚酰胺复合反渗入膜片，具有高脱盐率和高抗污染机能，东丽公司的反渗入膜元件经由过程增添膜袋的片数，缩短进水流道的长度，增添进水隔网的宽度，不但具有更高的水通量，并且与其他品牌的膜产物比拟，能够削减无机物和微生物在膜概况的吸附，具有更强的耐污染能力。合用在微污染地表水、市政污水、工业废水为水源的水处置系统。

两套平行工艺投加的混凝剂都为FeCl3，投加浓度3mg/L(以Fe计)。多介质过滤器的过滤速度为8m/h，UF膜的运转通量为1.4-1.5m/d（58-62L/m2·h），RO膜的运转通量为18-19L/m2·h，收受接管率为11%，RO进水中投加了阻垢剂、杀菌剂和亚硫酸氢钠。

本研究中TOC的测试采取日本岛津公司的总无机碳阐发仪(型号TOC-VCPH)，SDI测试的给水压力为2.1Kg/cm2，样品过滤时候为15min。TN、TP、NH3-N的测试采取国标方式，阐发测试方式见文献[5]。卵白质测试采取Folin-酚法，多糖测试采取苯酚-硫酸法，ATP(三磷酸腺苷)测试采取日本Kikkoman公司的LucifellHSSet测试药剂。

城市污水中的无机物品种繁多，成分也比力复杂。TOC是水中无机物的总量的表征。Kangminchon[6]等人的研究注解进水中的卵白质和多糖很是轻易引发RO膜的污染。多介质过滤器和UF对无机物的处置结果如图3所示。能够看出，UF出水的TOC、卵白质和多糖平均浓度别离为6.76mg/L、9.65mg/L和2.23mg/L，而多介质过滤器出水浓度别离为6.90mg/L、10.38mg/L和2.54mg/L，对无机物目标，UF和多介质过滤器的去除率不同不年夜。

水中的氮磷等养分物资是微生物增殖必须的元素物资，与RO膜的生物污染有必然的关系。多介质过滤器和UF二者出水的NH3-N的平均值别离为0.08mg/L和0.09mg/L，出水的TP的平均值别离为0.07mg/L和0.06mg/L。UF出水和多介质过滤器出水中氮磷的浓度没有较着的差别。

RO预处置中采取污泥密度指数(SDI)来判定进水中胶体和颗粒物资的污染水平，这个方式比浊度测定更能反应水质环境，是反渗入预处置系统中必需检测的主要目标。东丽RO膜的设想要求是进水的SDI≤5。多介质过滤器和UF出水的SDI的对照如图5所示。能够看出，UF出水和多介质过滤器出水的SDI平均值别离为1.15和4.01，UF出水SDI要较着好过多介质过滤器出水，申明UF对水中的胶体和颗粒物资的截留能力要好过多介质过滤器。

三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate，简称ATP）是高能磷酸化合物，具有在所有的无机体中，极易被贮存和操纵，是活细胞新陈代谢能量的源泉。ATP生物发光是一种快速的微生物检测方式，具有活络、快速、简洁、不变等长处[7]。水中ATP浓度的凹凸代表了水中微生物的量的几多。

多介质过滤器和UF出水的ATP浓度如图6所示。多介质过滤器和UF出水的ATP浓度别离为131pg/ml和19pg/ml。UF对微生物的截留结果要显著好过多介质过滤器，UF在节制RO膜生物污染方面具有较着的劣势。

一般认为RO压差的增加首要由RO膜生物污染引发，微生物滋生发展敏捷，很快即可在RO膜概况构成生物膜层，致使RO系统进出水间压差敏捷加年夜。如图7所示，UF-RO持续运转78天，尺度化压差由9.8KPa上升至26.4KPa，多介质过滤器-RO压差增加猛烈，运转40天摆布即由9.8KPa增加至80KPa以上，化学清洗后，运转第二阶段，多介质过滤器-RO压差增加依然比力敏捷。申明UF相对多介质过滤器对节制RO膜生物污染具有较着的劣势。

图8显示了UF-RO和多介质过滤器-RO持续运转尺度化产水量的对照，尺度化产水量能够反应RO膜的全体的污染水平，UF-RO持续运转78天后尺度化产水量由0.13m3/h降落至0.10m3/h，衰减率约10%/月，多介质过滤器-RO的尺度化产水量的衰减率约20%/月，申明UF-RO的运转机能比多介质过滤器-RO加倍不变。

UF-RO和多介质过滤器-RO都产生了轻度的无机结垢，尺度化脱盐率由99.2%降落至99.0%。多介质过滤器+RO产生了严峻的生物污染，尺度化产水量的衰减率为20%/月，而UF+RO尺度化产水量的衰减率为10%/月。UF作为RO膜预处置在按捺RO生物污染方面的劣势在中试获得验证，UF-RO的运转机能比多介质过滤器-RO加倍不变。

多介质过滤器+RO和UF+RO回用城市污水处置厂二级出水的中试运转水质对照成果显示：首要养分物目标(NH3-N、TP)，和影响RO无机污染水平的主要无机物目标(TOC、卵白质、多糖类)的去除结果上，UF与多介质过滤器相当，无较着差别；但在与RO生物污染紧密亲密相干的一些目标(ATP)，UF表现出显著的劣势；同时，UF出水的SDI值也显著较低。是以，由水质成果的对照能够认为UF比拟多介质过滤器，能更有用按捺RO生物污染趋向的成长。

另外一方面，按照两套中试的平交运行成果，对首要反应RO生物污染状态的膜压差增加趋向，比拟以UF作为前处置的RO膜系统，以多介质过滤器作为前处置的RO膜系统的压差增加更加猛烈，RO产水能力的衰减速度也更高，即验证了UF相对多介质过滤器在节制RO生物污染方面具有显著的劣势。所以，比拟在保守的多介质过滤器处置体例，UF作为RO膜预处置能够下降RO膜的清洗频次，包管RO膜的不变运转。

[1]张娟秀,徐敏敏,李婧.UF-RO系统处置污水厂二级出水用在电厂轮回冷却水的研究[J].水处置手艺,2012,38(7):68-70.

[2]KangminChon,JaeweonCho,HoKyongShon.Advancedcharacterizationoforganicfoulantsofultrafiltrationandrever搜索引擎优化smosisfromwaterreclaimation[J].Desalination,2012,301(2012):59-66.

[3]张燕,王炳玉,王站.超滤在反渗入系统中的利用[J].莱钢科技,2011,1:16-18.

[4]李艳秋.中水作为热电厂汽锅补给水水源的研究与利用[J].公共科技,2011,2:115-117.

[5]国度情况庇护总局水和废水监测阐发方式编委会.水和废水监测阐发方式（第四版）[M].北京：中国情况科学出书社,2002.

[6]KangminChon,SeungJoonKim,JiheeMoon.Combinedcoagulation-diskfiltrationprocessasapretreatmentofultrafiltrationandrever搜索引擎优化smosis

membraneforwastewaterreclamation:Anautopsystudyofapilotplant[J].Waterresearch,2012,(46):1803-1816.

[7]侯英,吴雪琼,王兴华.ATP生物发光道理和利用研究[J].中国医药导报,2010,7(12):12-14.