一、實驗背景

該廢水項目業主方是一家生產多種化工產品以及農藥的企業，其產生的很多廢水具有高鹽，高COD的特點。同時由于工藝的需要，對現有的產品母液進行高溫蒸發濃縮后，其蒸出水變為了廢水，這種廢水具有含鹽量低，有機物含量高的的特點。針對上述兩種廢水：高鹽，高COD廢水現有的處理工藝是進行蒸發，這樣的工藝的弊端就是運行費用太高，給企業帶來沉重的經濟負擔。由于企業自己有完整的污水生化處理系統，需要尋求一種減少廢水的蒸發量，而更多的廢水通過生化系統來處理的方法，這樣就很大的降低了廢水噸處理的運行費用成本。同時蒸出水由于具有低鹽分高COD，且水質清澈透明的特點，可以考慮進行一定的處理使其達到冷卻水的回用標準。因此在此背景下，根據雙方交流和項目推進的需要，在該化工廠廠區內對水樣進行現場膜中試試驗。?

二、實驗目的

1.使用標準膜設備，考察德國MFT特種膜SuperRO在水樣中對鹽及COD的去除效果和操作可行性，為推進項目和工程設計提供數據支持；

2.考察單級膜過濾處理廢水效果；

3.考察不同膜濃縮倍數情況；

4.考察水質情況對膜片的污染以及清洗性能恢復情況；???

三.原料來源

???? 化工車間現場提取用于實驗的水樣

四、實驗設備

德國MFT（美富特）移動設備MFT SM-1-1

德國MFT（美富特）標準膜設備裝置MFTSM-1-1是一款移動中試實驗設備，其中包括1支70公斤級和1支140公斤級的SUPERRO特種膜。該膜系統可以根據高壓管道的連接切換，實現單支膜（70bar或140bar）操作。此系統的特點是操作簡易，保證出水水質穩定，通過改變操作條件研究SUPERRO處理不同料液的可行性，收集相關實驗數據，為工程項目推進提供支持。

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五、實驗日期

2013年8月18日——2013年8月21日

六、實驗地點

?某化工有限公司工廠

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?八.工藝流程簡介

達到進水要求的廢水收集在原水桶中，開啟進水離心泵，廢水經過精密過濾器保安處理，進入高壓柱塞泵。經過加壓的廢水進入膜元件過濾分離，廢水一分為二。膜透過液外排或另行收集，濃水根據需要外排或者回到原水桶進行濃縮實驗。如果進行濃縮實驗，由于廢水經過高壓泵的摩擦擠壓受熱，溫度會累積上升。為了維持恒定溫度，流回原水桶的膜濃縮液通過板式換熱器冷卻。系統設置70bar和140 bar兩種規格SUPERRO膜柱，并聯排布，共用一臺**揚程為165m的柱塞高壓泵。通過管道的切換（為了安全考慮，這里不采用閥門設計）實現兩種膜柱不同時間段的運行操作。

當原水電導值≤25000μs/cm時，建議使用70bar等級的膜柱；當原水電導值≥25000μs/cm時，建議切換使用140bar等級的膜柱。

九.實驗過程

由于所有廢水的電導率都小于40000μs/cm，所以選用70公斤級的膜元件進行實驗。開機前，仔細檢查閥門開關狀態和軟管走向情況；啟動設備進行實驗，定時記錄實驗起始時間、壓力、溫度、流量等相關數據，**分別取樣檢測濃縮液和透過液的水質指標。在操作開始及結束時，分別測試膜的清水通量，每次啟動設備先用清水運行10－15分鐘，記錄清水的通量、壓力、脫鹽率；停機前需用清水沖洗膜組件，直至電導降為進水電導，記錄清水的通量、壓力、脫鹽率。

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十.實驗一：蒸余廢水膜處理實驗

1.廢水的特點：此廢水顏色呈紅褐色，溫度80攝氏度左右，pH在12左右，含鹽量、COD濃度高，水體中有少量的黑色沉淀物。

2.水樣的預處理：用鹽酸調pH至6-7，然后經過自然冷卻一夜后，再用20微米的濾袋過濾。

?? 3.實驗記錄數據

6.數據

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7.分析，結論及建議

1）從膜的運行上來看，本次實驗使用70公斤的單只膜元件進行循環濃縮實驗，共運行時間81分鐘。**壓力升至67公斤，接近膜元件能承受的**壓力，同時在保持壓力基本不變，進水電導升高的情況下，通量的損失很緩慢，且**膜的平均通量為12.99LMH，遠超膜元件要求的**通量。

2）從膜的清水通量來看，實驗結束后，通過實驗前后的通量數據對比可知，其通量變化不大，說明該廢水對膜元件的污染情況較小。

3）從膜的出水水質來看，盡管COD的截留效果不理想，但是本廢水的主要目的是對該廢水進行鹽分的濃縮，使其濃水含鹽量盡可能的高，產水含鹽量達到進生化系統的要求。因此從電導截留率達到97%來看，其產水水質達到了本廢水處理的目的。

4）結論：從以上對膜運行及數據分析來看，此廢水的膜實驗達到本次實驗的目的，因此SUPERRO膜可用于此廢水的處理。

十一.實驗二：蒸餾廢水的處理

1.廢水特點：此廢水無色透明，溫度60攝氏度左右，pH在12左右，COD高，由于是蒸餾廢水，其COD組成主要是一些有機物小分子物質。

2.水樣的預處理：用鹽酸調pH至7-8，然后通過自然冷卻一夜后，用膜實驗設備自帶的保安過濾器來做過濾處理

3.實驗記錄數據

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5.數據

數據表1

數據表2

說明：數據表二是在數據表一基礎上僅改變進水PH的條件下再次做的過膜實驗，主要是排除數據不準確性的干擾，同時測試pH的改變是否能改變其截留效果

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6.分析，結論及建議

1）從膜的運行上來看，本次實驗使用70公斤的單只膜元件進行循環濃縮實驗，共運行時間62分鐘。**壓力升至20公斤，遠未達到膜元件能承受的**壓力，同時在保持壓力基本不變，進水電導升高的情況下，通量的損失很緩慢，且**膜的平均通量為25LMH，遠超本膜元件要求的**通量。

2）從膜的清水通量來看，實驗結束后，通過實驗前后的通量數據對比可知，其通量變化不大，說明膜元件污堵狀態較理想。

3）從膜的出水水質來看，雖然實驗數據有一定的問題，但是還是可以看出其對COD的去除效果很差，原因在于廢水中COD組成部分大多數都是有機小分子物質，不容易膜攔截。而本廢水的實驗目的就是要求廢水達到回用標準，因此COD太高而達不到本廢水的實驗目的。

4）結論：從以上的分析可以看出，雖然本膜元件的運行時沒有任何問題，但是由于廢水中有機小分子物質太多，而不能被反滲透級別的膜所攔截，使其出水COD不能達到回用水的要求本，因此本膜工藝對于此廢水的處理并不合適。

5）建議：根據本廢水的一些特點，可以考慮用一些**氧化技術進行處理。比如臭氧等

十三.實驗三合成廢水

1.廢水特點：此廢水無色透明，溫度60攝氏度左右，pH在14左右，由于此水樣的來源不清楚，水質情況不明，僅在取樣過程中發現水體中有不能很好的溶解于水中的有機溶劑，但是在攪動過后憑肉眼不能觀察出此現象。但在PH=6-10時，廢水中有大量的白色沉淀物析出，此沉淀不易被20微米的濾袋攔截。在PH小于6時，白色沉淀物再次溶解，水體變得清澈透明。

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2.水樣的預處理：用鹽酸調pH至5，然后通過自然冷卻一夜后，用膜實驗設備自帶的保安過濾器來做過濾處理

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3.實驗記錄數據

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5.數據

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6.分析結論及建議

1）從膜的運行上來看，本次實驗使用70公斤的單只膜元件進行循環濃縮實驗，共運行時間56分鐘。**壓力升至66公斤，已接近膜元件能承受的**壓力，同時在保持壓力基本不變，進水電導升高的情況下，膜的通量在實驗前階段較為緩慢，但是在實驗后階段其通量衰減較快速。且**膜的平均通量為13.79LMH，遠超膜元件要求的**通量。

2）從膜的清水通量來看，實驗結束后，通過實驗前后的通量數據對比可知，其通量變化較大，說明本膜元件在運行中有一定的污堵。由于對水質來源不清楚，不好判斷污堵原因，但是從**濃水水面上漂浮的有點像油狀的物質來看，可能是有機溶劑達到過飽和析出，而浮于水面上，造成污堵的原因之一。

3）從膜的出水水質來看，不管是電導還是COD都達到了一個良好的截留狀態，且本廢水實驗的目的是對廢水進行脫鹽處理，其產水進入生化，而節省蒸發廢水的運行費用，因此僅從這方面講此SUPERO膜是完全能夠處理好此廢水的。

4）結論及建議：從以上的分析可以看出，SUPER膜元件對廢水處理的效果無太大問題，主要是膜在運行中出現一定的污堵現象，有些有機溶劑在膜在工程長期運用時，會對產生破壞作用，因此此廢水處理與否，需要了解清楚此廢水來源及性質后，再做決定。

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