高浓度有机废水膜技术处理回用中膜污染机理及控制方法研究

高浓度有机废水膜技术处理回用中，有机物和微生物造成的膜污染是影响其技术经济可行性的关键。本项目以维C废水为高浓度有机废水典型代表，考察有机物和微生物膜污染行为过程和机理，探究二者内在关联性，并据此研发膜污染控制方法。研究内容包括：(1)采用单因素实验和响应面法评价膜特性、操作参数、水质条件等对膜污染的宏观影响，确定典型条件；(2)分析有机物组成和特性，考察典型条件下膜面污染物成分、膜面性质改变等，解析并量化各组分在膜上的吸附沉积过程、机理以及对膜污染的贡献率；(3)对生物处理工艺和出水进行微生物鉴定及分析，对比研究微生物在干净膜面和有机物污染膜面上的附着、增殖全过程，探究有机物膜污染行为对微生物膜污染行为所起的作用、介入机制和产生影响的方式；（4）基于以上研究结果，研发有效的有机物和微生物膜污染控制方法。本研究成果将为控制高浓度有机废水膜技术处理回用中的膜污染提供理论依据和技术支撑。

本研究以维C 废水生化出水为高浓度有机废水典型代表，考察有机物、无机盐和微生物形成的复合型膜污染特征和机理，并据此研发膜污染控制方法。.1、维C废水生化出水盐度高，含有钙镁离子，有机物主要为小分子、疏水性物质，包括富里酸和腐殖酸等。.2、通过单因素实验筛选出适合处理维C废水生化出水的NFW、HNF90和HPA2膜。进一步采用响应面法分析过程控制参数对三种膜的膜通量及污染指数的影响，并得到各膜的最优控制参数。实验验证表明，优化结果可靠。.3、生素C生化出水膜处理过程中复合型膜污染特征研究结果表明，NFW膜的有机物污染最严重，二价离子污染程度：HPA2>NFW>HNF90。膜面污染物主要含有羟基、羰基。HNF90、HPA2形成的污染层接近，较NFW膜致密、光滑。HNF90、HPA2膜的膜污染可逆性高于NFW膜，且总阻力大小顺序为：HNF90>HPA2>NFW。HNF90、HPA2膜深度处理维生素C生化出水最优的清洗方法是碱洗，NFW膜可采用碱洗或次氯酸钠清洗。.4、有机物和钙对膜生物污染的影响研究结果表明，不存在有机物时，无机盐预处理阶段膜污染和通量的下降受钙的存在和钙浓度影响很小；然而，随后的生物污染却随着钙浓度增加到5mM和8mM而降低；当SA存在时，钙的添加会促进SA的预处理，但是却抑制了随后的生物污染；当HA存在时，钙的添加会促进HA的预处理，却抑制了随后的生物污染；BSA存在时，预处理产生的有机物截留量极低，但是生物截留量却极高。