紹興柯橋區某印染廠(chǎng)工業(yè)再生水生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行，項目再生水生產(chǎn)的工藝為格柵初次沉淀池-水解酸化-生物接觸氧化-二沉池-混凝氣浮-砂濾-外壓式超濾-反滲透。試驗進(jìn)水為砂濾工藝出水，pH范圍為6.9~8.1，COD變化范圍為130.5~250.7mg/L，濁度變化范圍為7.5~34NTU。

中試裝置由膜產(chǎn)水系統（包括膜組件、空氣泵、自吸泵、膜池、清水池）、維護清洗系統（包括反洗泵、藥劑自動(dòng)投加設備）、在線(xiàn)監測系統（包括溫度、壓力、溫度、pH、液位傳感器）和PLC自動(dòng)控制系統組成，自動(dòng)完成膜池進(jìn)水、排空、膜過(guò)濾產(chǎn)水、水反洗、藥劑清洗及洗數據采集等過(guò)程。

試驗裝置采用ECONITY浸沒(méi)箱式中空纖維膜組件，材質(zhì)為PVDF，采用拉升法和熱法結合制膜工藝，產(chǎn)生狹縫型非對稱(chēng)膜孔結構，公稱(chēng)孔徑為0.1μm，有效膜面積為21㎡。

1.2 運行清洗方式

本次中試分2個(gè)階段：

第1階段為連續曝氣運行，通量取0.8m/d；第2階段為無(wú)曝氣運行，通量取0.7m/d。

本試驗化學(xué)清洗方式為2種：膜通量的維護主

田鉆井廢水是一種組分復雜、色度高、可生化性低、難處理的高濃度有機廢水。目前，國內處理方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法、物理化學(xué)法等，但這些方法在技術(shù)、實(shí)際操作、費用上都存在一定局限性，故尋求經(jīng)濟、有效的油田廢水處理新工藝成為油田環(huán)保面臨的問(wèn)題之一。微電解法是以電位低的鐵為陰極，以電位高的碳為陽(yáng)極，利用Fe-C顆粒之間存在的電位差形成無(wú)數個(gè)微原電池，在含酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應，通過(guò)鐵的還原性、鐵的電化學(xué)性、鐵離子的絮凝吸附三者共同作用來(lái)凈化廢水的工藝。微電解法被用于石油工業(yè)廢水的處理，如朱曉兵等對石油煉廠(chǎng)廢水進(jìn)行了10m3/h并聯(lián)微電解工藝的中試現場(chǎng)實(shí)驗研究，石油類(lèi)、COD、懸浮物去除率均達到70%以上。Yavuz等采用摻釕金屬氧化物平行板電極反應器處理含苯酚廢水，發(fā)現當苯酚初始質(zhì)量濃度為200mg/L、COD值為480mg/L時(shí)，去除率分別達到99.7%、88.9%。傳統微電解裝置一般采用升流式固定床反應器，結構簡(jiǎn)單，推流性好，但應用中存在以下問(wèn)題：一是床體填料易板結，造成溝流和死區，導致布水不均勻;二是運行一段時(shí)間后，填料表面會(huì )形成鈍化膜，廢水中懸浮顆粒也會(huì )部分沉積在填料表面，阻隔填料與廢水的有效接觸，導致鐵床處理效果降低;三是鐵床填料補充和更換勞動(dòng)強度大，影響微電解工藝的推廣。

基于此，學(xué)者們通過(guò)在鐵床填料中加入適當的輔料(如其他金屬或填料)，或者將固定床改為流化床等方法來(lái)改善流態(tài)，有效避免填料出現板結現象。本研究擬從流態(tài)改善角度，以球墨鑄鐵為復合微電解材料，通過(guò)對電解材料填料區進(jìn)行蜂窩狀隔倉式改造，實(shí)現底部布水、分層建倉、分層布氣，進(jìn)而解決布水不均問(wèn)題，增加填料過(guò)水比表面積。通過(guò)分層曝氣攪動(dòng)，將生成的鐵泥及時(shí)充分帶出，解決了電解材料鈍化、堵塞問(wèn)題。

1、室內實(shí)驗

1.1 實(shí)驗材料                            

油田廢水：勝利油田某采油廠(chǎng)綜合排水。

原水水質(zhì)：COD值為2400mg/L;濁度為56.8;pH值為7.8;SS值為836mg/L。

電解材料：不規則顆粒狀球墨鑄鐵復合Fe-C材料。

要通過(guò)化學(xué)增強反洗（CEB）和排空前維護性清洗（MCBD）實(shí)現。CEB每2d~3d進(jìn)行一次，MCBD當比通量降至200LMH/bar時(shí)實(shí)施，兩者均可以恢復透水性。通過(guò)比通量變化圖可以發(fā)現，MCBD的恢復效果遠優(yōu)于CEB，前者是后者的8~10倍，MCBD可作為維護膜通量、降低膜恢復性清洗頻率的有效手段。第2階段MCBD清洗周期平均為10.7d，而第1階段平均8.7d，說(shuō)明第2階段的維護效果優(yōu)于第1階段。98%的運行時(shí)間不需曝氣，可實(shí)現75%以上的能耗減少，極大地優(yōu)化了運行?；瘜W(xué)增強反洗（CEB，Chemical Enhanced Backwash），把清洗藥品通過(guò)反洗泵注射到膜絲內部，停留一段時(shí)間；排空維護性清洗(MCBD，Maintenance Clean Before Drain)，膜池濃水排出前，把低濃度的清洗藥品投入在整個(gè)膜池里浸泡。CEB每周3次，使用200ppmNaClO溶液20L，1000ppm草酸溶液20L。MCBD每周1次，投入NaClO至膜池內，濃度為200ppm，浸泡1h；投入草酸濃度為1,000ppm，浸泡1h，排空膜池。

為了控制膜池內的濃水濃度，保證目標回收率大于90%，膜池每天需排空3次，排水、充水過(guò)程中運行鼓風(fēng)機，利用氣泡擦洗使得膜表面上的污染物掉落，結束充水后關(guān)閉曝氣重新運行系統。

1.3 測試方法

膜透水性測能測試是短期內膜化學(xué)清洗節點(diǎn)判斷和長(cháng)期膜使用壽命分析的主要方法，膜透水性能通過(guò)比通量（SF，specific flux）反映，計算公式如下：

SF=J/TMP

式中，J表示膜通量；TMP為跨膜壓差。

本試驗中，維持膜通量J不變，跨膜壓差TMP隨著(zhù)膜系統運行時(shí)間的持續呈現逐漸增加的趨勢。試驗水溫比較穩定，維持在23~25℃，故本試驗不考慮水溫對通量的修正。

2、結果與討論

2.1 水質(zhì)凈化效果

試驗結果表明，超濾膜對COD的去除效率較低，去除率為7%~14%，產(chǎn)水COD隨著(zhù)進(jìn)水COD波動(dòng)而變化；而對濁度的去除穩定且高效，去除率維持在90%以上，試驗期間進(jìn)水濁度波動(dòng)較大，部分時(shí)段超過(guò)30NTU，產(chǎn)水濁度仍能穩定維持在0.5NTU以下。說(shuō)明超濾膜對水中懸浮物和膠體物質(zhì)等產(chǎn)生濁度物質(zhì)保持穩定去除，可保證后續RO預處理效果，但對溶解性有機物的去除率較低。

2.2 運行方式選擇

從圖1可以發(fā)現，第1階段在全過(guò)程曝氣、通量為0.8m/d情況下運行平穩；第2階段為無(wú)曝氣運行，在通量為0.7m/d下同樣穩定運行。通過(guò)對比2個(gè)運行階段的跨膜壓差（TMP）和比通量（SF）變化曲線(xiàn)的斜率，可以得出，第2階段跨膜壓差和比通量的變化速率低于第1階段，即膜污染速率降低。說(shuō)明在該運行通量范圍內，膜通量對膜污染的影響程度大于有無(wú)曝氣擦洗。