紹興柯橋區(qū)某印染廠工業(yè)再生水生產(chǎn)車間進(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(tǒng)（包括膜組件、空氣泵、自吸泵,、膜池、清水池）,、維護清洗系統(tǒng)（包括反洗泵,、藥劑自動投加設(shè)備）、在線監(jiān)測系統(tǒng)（包括溫度,、壓力,、溫度,、pH、液位傳感器）和PLC自動控制系統(tǒng)組成,，自動完成膜池進(jìn)水,、排空、膜過濾產(chǎn)水,、水反洗,、藥劑清洗及洗數(shù)據(jù)采集等過程。

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

1.2 運行清洗方式

本次中試分2個階段：

第1階段為連續(xù)曝氣運行,，通量取0.8m/d,；第2階段為無曝氣運行，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(fù)雜,、色度高、可生化性低,、難處理的高濃度有機廢水,。目前，國內(nèi)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,，以電位高的碳為陽極，利用Fe-C顆粒之間存在的電位差形成無數(shù)個微原電池,，在含酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),，通過鐵的還原性、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廢水進(jìn)行了10m3/h并聯(lián)微電解工藝的中試現(xiàn)場實驗研究，石油類,、COD,、懸浮物去除率均達(dá)到70%以上。Yavuz等采用摻釕金屬氧化物平行板電極反應(yīng)器處理含苯酚廢水,，發(fā)現(xiàn)當(dāng)苯酚初始質(zhì)量濃度為200mg/L,、COD值為480mg/L時，去除率分別達(dá)到99.7%,、88.9%,。傳統(tǒng)微電解裝置一般采用升流式固定床反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)簡單,，推流性好,，但應(yīng)用中存在以下問題：一是床體填料易板結(jié)，造成溝流和死區(qū),，導(dǎo)致布水不均勻;二是運行一段時間后,，填料表面會形成鈍化膜，廢水中懸浮顆粒也會部分沉積在填料表面,，阻隔填料與廢水的有效接觸,，導(dǎo)致鐵床處理效果降低;三是鐵床填料補充和更換勞動強度大，影響微電解工藝的推廣,。

基于此,，學(xué)者們通過在鐵床填料中加入適當(dāng)?shù)妮o料(如其他金屬或填料)，或者將固定床改為流化床等方法來改善流態(tài),，有效避免填料出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象,。本研究擬從流態(tài)改善角度，以球墨鑄鐵為復(fù)合微電解材料,，通過對電解材料填料區(qū)進(jìn)行蜂窩狀隔倉式改造,，實現(xiàn)底部布水、分層建倉,、分層布?xì)?，進(jìn)而解決布水不均問題，增加填料過水比表面積,。通過分層曝氣攪動,，將生成的鐵泥及時充分帶出，解決了電解材料鈍化,、堵塞問題,。

1、室內(nèi)實驗

1.1 實驗材料                            

油田廢水：勝利油田某采油廠綜合排水。

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(guī)則顆粒狀球墨鑄鐵復(fù)合Fe-C材料,。

要通過化學(xué)增強反洗（CEB）和排空前維護性清洗（MCBD）實現(xiàn)。CEB每2d~3d進(jìn)行一次,，MCBD當(dāng)比通量降至200LMH/bar時實施,，兩者均可以恢復(fù)透水性。通過比通量變化圖可以發(fā)現(xiàn),，MCBD的恢復(fù)效果遠(yuǎn)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(fù)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,，說明第2階段的維護效果優(yōu)于第1階段,。98%的運行時間不需曝氣，可實現(xiàn)75%以上的能耗減少,，極大地優(yōu)化了運行,。化學(xué)增強反洗（CEB,，Chemical Enhanced Backwash）,，把清洗藥品通過反洗泵注射到膜絲內(nèi)部，停留一段時間,；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(nèi),，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(nèi)的濃水濃度,，保證目標(biāo)回收率大于90%，膜池每天需排空3次，排水,、充水過程中運行鼓風(fēng)機,，利用氣泡擦洗使得膜表面上的污染物掉落，結(jié)束充水后關(guān)閉曝氣重新運行系統(tǒng),。

1.3 測試方法

膜透水性測能測試是短期內(nèi)膜化學(xué)清洗節(jié)點判斷和長期膜使用壽命分析的主要方法,，膜透水性能通過比通量（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隨著膜系統(tǒng)運行時間的持續(xù)呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢,。試驗水溫比較穩(wěn)定,，維持在23~25℃，故本試驗不考慮水溫對通量的修正,。

2,、結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)凈化效果

試驗結(jié)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隨著進(jìn)水COD波動而變化；而對濁度的去除穩(wěn)定且高效,，去除率維持在90%以上,，試驗期間進(jìn)水濁度波動較大，部分時段超過30NTU,，產(chǎn)水濁度仍能穩(wěn)定維持在0.5NTU以下,。說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(wěn)定去除，可保證后續(xù)RO預(yù)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(xiàn)，第1階段在全過程曝氣,、通量為0.8m/d情況下運行平穩(wěn),；第2階段為無曝氣運行，在通量為0.7m/d下同樣穩(wěn)定運行,。通過對比2個運行階段的跨膜壓差（TMP）和比通量（SF）變化曲線的斜率,，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,。說明在該運行通量范圍內(nèi),，膜通量對膜污染的影響程度大于有無曝氣擦洗。