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混凝-砂滤-微滤-反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水
作者:管理员    发布于:2016-04-20 13:59:46    文字:【】【】【

  表1原水水质主要指标水质指标变化范围水温厂C22~30浊度/NTU15~抗生素制药废水具有色度高、盐含量高、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的制药废水,往往难以达到行业排放标准。膜技术以其诸多优点而倍受人们关注,已成为迅速崛起的一门新兴技术。随着膜性能的提高,膜装置成本的下降,膜技术在废水处理和回用中发挥着越来越大的作用。我们采用混凝一砂滤一微滤一反渗透集成技术对某企业抗生素制药废水进行深度处理,现场试验效果良好,处理后的废水不但达到排放标准,而且还可回用。本文将对此试验结果作一介绍。

  助凝剂聚丙烯酰胺投加量为4 ~5mg/L,杀菌剂次氯酸钠投加量为4~5mg/L.在原水泵出口管路投加混凝剂、助凝剂和杀菌剂,经过管道混合器,进入水箱慢速搅拌(反应阶段),然后进入斜板沉降池,经水泵打到中间水箱。反应阶段的条件为搅拌器转速60r/min,反应时间砂滤:截留混凝形成的絮凝体和悬浮物,石英砂粒径为3~5mm.微滤:两支中空纤维微滤膜组件MOF910由天津膜天膜公司提供,材质为聚偏氟乙烯,单支组件膜1试验部分1.1原水水质试验所用原水为某制药企业污水处理厂水解酸化一SBR―二级接触氧化工艺处理后的抗生素制药废水,其主要水质指标如表1所示。

  1.2试验流程试验流程如所示,处理工艺为混凝一砂滤一微滤一反渗透,各处理单元分述如下。

  混凝:混凝剂聚合硫酸铁投加量为50~60mg/L,基金项目:天津市科技攻关重点项目(03311810112)面积为7m2,膜孔径0. 2Mm.试验采用的过滤方式是外压错流式过滤,反洗采用气水双洗。运行周期为产水25min空气擦洗与水反冲洗相结合冲洗20s,水反冲洗40s,后正冲洗30s.每天用0.5的氢氧化钠溶液进行一次化学加强反洗。

  4"分别为美国海德能公司和美国Koch滤膜公司的产品,材质都为芳香族聚酰胺复合材料,膜面积分别为7.9m2和7.2m2.反渗透膜的工作周期为1h,之后进行40s的冲洗。反渗透浓水分为两部分,一部分回流,以满足反渗透进水流量,其余部分排放。

  2结果及讨论2.1混凝及砂滤部分~697mg/L之间,混凝后出水悬浮物在10混凝对悬浮物的平均去除率为86.6.悬浮物大部分由活性污泥颗粒组成,混凝能够去除大部分活性污泥颗粒,因此减少了悬浮物对后续微滤膜的污染。

  原水的部分CODCr是由悬浮物引起的,所以混凝还去除了原水的部分CODCr. ~1012mg/L之间,混凝后出水CODCr在116混凝对COD平均去除率为32. 8.对于有机胶状物和悬浮物,混凝通过对其脱稳产生絮状沉淀物加以去除。而高分散系的小分子有机物很难形成絮凝微粒,混凝不能有效去除。经过生化处理后的原水有机物主要是是酚基化合物、饱和脂肪酸酯、不饱和脂肪酸酯、芳香族化合物、微生物代谢产物等小分子有机物,所以混凝对CODCr去除率较低。

  混凝对原水CODc.去除效果混凝后出水即砂滤器进水浊度在3.5~53.2NTU之间,混凝对浊度的平均去除率为58.6.砂滤器出水浊度在1.1 ~27.8NTU之间,砂滤对浊度的平均去除率为46.3.经过混凝一砂滤的处理,原水的绝大部分浊度被去除,降低了微滤膜被污染的风险。

  2.2微滤部分2.2.1操作压力对产水通量的影响原水、砂滤器进水、砂滤器出水浊度变化了研究。一定时间内(80min)恒定操作压力分别为8.5NTU,微滤回收率为60,记录膜的产水通量变化情况。由可知,反洗对于微滤膜产水通量的恢复是比较有效的。随着压力的升高,膜的产水通量有明显的增加。在相对较低的压力(即操作压力为0.04MPa、0. 06MPa)下,膜的产水通量保持稳定;在相对较高的压力(即操作压力为0.09MPa)下,微滤膜的产水通量在一个产水周期内下降幅度比较大,平均产水通量随着时间的增加有下降趋势。这应该是由于在压力相对较高(该微滤膜允许操作高压力为0.12MPa)的0.09MPa下,微滤膜表面污染物积累较快,形成污染层,对膜的透水性能产生影响。

  2.2.5产水SDI15的变化0显示了微滤膜出水SDI15的变化情况,开始的内波动比较大体呈上曾趋势这主要0 2.3反渗透部分2.3.1标准产水通量变化―4040组件标准产水通量(标准产水通量定义见7)随时间的变化如1所示。TFC―HR―4"组件的操作压力恒定在1MPa,标准产水通量平均在29.化学清洗前(约400h内),因浓差极化和膜污染,通量整体呈下降趋势。采用2.3.6节的方法化学清洗后,通量得到完全恢复。

  LFC1―4040组件开始运行的70h内,操作压力是1MPa由1可以看出,标准产水通量有上升趋势。在70~660h内,操作压力是1.5MPa.在70~200h内,标准产水通量下降趋势比较明显。这是由于一方面反渗透(R0)进水没有添加阻垢剂,不能有效地防止微粒在膜表面的沉积;另一方面是进水水质的变化,这段时间进水颜色为深黄色,CODci 1较高。se200550th,准产水通量基本保持平~600h内,标准产水通量一直呈下降趋势。在约600h,进行了一次化学清洗后,通量得到恢复。

  2.3.2总脱盐率变化4"反渗透膜进水电导率在1950~3730MS/cm之间,产水电导率在23.5~54.9MS/cm之间,LFC1―4040反渗透膜进水电导率在1700~3800MS/cm之间,产水电导率在17.3~85.7M/cm之间。如图―HR―4"反渗透膜的总脱盐率基本保持在99左右,―4040反渗透膜在连续运行前590h内,总脱盐率基本保持在98以上,但是经过一次化学清洗后总脱盐率下降到97.7.试验期间,TFC―HR―4"和LFC1―4040反渗透膜产水电导率都小于200MS/cm(此电导率是企业提供的用于生产回用水的标准),满足回用要求。

  2.3.3钙镁离子的去除LFC1―4040进水硫酸盐在433试验期间,TFC―HR―4"反渗透膜进水钙离子在107 ~193mg/L之间,产水钙离子在2. 4~4.3mg/L之间,LFC1―4040反渗透膜进水钙离子在123~187mg/L之间,产水钙离子在2. 1~5.9mg/L之间。TFC―HR―4"反渗透膜进水镁离子在314~419mg/L之间,产水镁离子在5.3 ~10.5mg/L之间,LFC1―4040反渗透膜镁离子在321 ~398mg/L之间,产水镁离子在3.2―HR―4"反渗透膜对钙离子的平均去除率为97.7,LFC1―4040反渗透膜对钙离子的平均去除率为97.9.TFC―HR― 4"反渗透膜对镁离子的平均去除率为97.7,LFC1―4040反渗透膜对镁离子的平均去除率为97.9.这表明两种反渗透膜组件都能很好地降低废水中的硬度。

  间,产水硫酸盐在36 ~50mg/L之间,硫酸盐的平均去除率为93.6.由于反渗透进水Ca2+和离子积接近其溶度积,一旦它们在膜上沉积,就会以石膏晶体的形式成长,所以要及时进行水力冲洗和化学清洗。

  2.3.6反渗透膜的污染控制由于进水中硫酸盐高,硬度高,碳酸钙和硫酸钙有结垢倾向。因此需要通过投加阻垢剂来防止其在膜表面结垢,投加的阻垢剂是Kochtreat75,有良好的阻垢和分散作用。

  反渗透膜的污染是废水处理过程中不可避免的,经过约一个月的运行需进行化学清洗。化学清洗步骤如下:步用0.2HCl溶液低流速循环冲洗2h,浸泡4h,然后用RO产水清洗10min;第二步用0.5Na2EDTA和0.1NaOH的混合溶液低流速循环冲洗2h,浸泡4h,用RO产水清洗10min.清洗温度都控制在30 ~35°C.酸洗能够有效的去除金属离子的污染,同时把CO32转变为CO2.EDTA的存在一方面通过与Ca2发生螯合反应形成可溶性螯合物,另一方面又通过配位体交换反应置换部分有机物杨军,陆正禹,胡纪萃等。抗生素工业废水生物处理技术的现状与展望丨环境科学,1997理及回用IM.第4版。史忠义,史京华,刘希曾,等译。

  北京:化学工业出版社,2004:753―化行业排放水回用于生产的研究I.膜科学与技术2005

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