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纳滤系统在废水处理时的预处理工艺您选对了吗?

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纳滤技术被广泛地用于回用水RO浓水、焦化废水、煤化工废水、垃圾渗沥液及化工制药废水等高COD难处理废水的达标排放及回用深度处理。该类型废水的COD值一般都远大于100mg/l,通常为200-500mg/l甚至更高。

为了控制与高COD值相关的有机物污染,通常采用降低膜系统进水的COD作为基本的预处理措施。由于上述列举各类高浓度难处理废水的COD成分的可降解性一般都比较低,臭氧催化氧化、芬顿法等高级氧化技术成为工艺设计者乐于采用的高效COD去除工艺。

那么亚博下注该选择怎样的技术对纳滤系统的难降解高COD水进行预处理呢?

为什么纯粹的催化氧化法不适合作为以降低COD为目标的预处理工艺?

芬顿法作为纳滤系统进水的预处理工艺有何弊端?

催化氧化消除COD的原理是将难降解的有机物COD成分转化为无机碳。但将数百mg/l的难降解有机物直接氧化分解成二氧化碳,无疑要付出较高的成本。较为经济的方式是采用臭氧BAF或臭氧活性碳将催化氧化与生化处理相结合,首先由催化氧化过程将难降解的较大分子破碎为小分子,再由BAF及生物活性碳等进一步降解为无机碳。

对于纳滤及反渗透废水应用来说,采用纯粹的催化氧化法及芬顿法作为以降低COD为目标的预处理工艺并不可取。其主要有以下原因:

1.更容易发生微生物污染

生物污染是各种中水及污水应用纳滤及反渗透系统所面对的首要挑战。芬顿法或臭氧催化氧化虽然能够有效降低难处理废水的排放COD值,但在COD降低的那部分有机物被直接分解为无机碳的同时,水中依然残留的COD反映的可能是原来较大分子量的难降解有机物被破碎后的小分子有机物。因此,在水质指标上反映为COD降低BOD增加,所以会加剧纳滤和反渗透系统中的微生物污染。

NF微生物污染

2.纳滤的COD截留率会明显降低

由于难处理废水中的难降解COD都是分子量较大的有机物,如腐植酸、富力酸等,纳滤膜对生化出水的COD脱除率在85-95%,TOC截留率一般都在95%以上,当较大分子量的有机物被破碎之后,纳滤的COD截留率自然会降低。

以华东某焦化废水工程为例:该项目采用芬顿预处理工艺作为UF+NF深度处理工艺的预处理,芬顿工艺将COD从300-400mg/l降到~100mg/l,纳滤膜实测COD只有50%左右的截留率,而在其他未采用氧化预处理的焦化废水纳滤项目上,COD去除率一般都在85%以上。由于目前项目设计是将纳滤作为反渗透的预处理,主要目的在于去除COD,这样显然达不到工艺设计的预期,同时加重了下游RO系统的生物和有机物污染负荷。

3.芬顿反应会导致严重的铁胶体污染

芬顿反应采用硫酸亚铁作为催化剂,过氧化氢作为氧化剂来氧化降解废水中的COD有机物。与臭氧工艺相比,芬顿法的成本较低,因此在许多高浓度有机废水处理中得到了广泛应用。废水经芬顿法处理之后,一般会残留>1mg/l的亚铁离子。由于亚铁离子为溶解性成分,在UF+NF/RO的双膜法工艺中,溶解性的亚铁离子会一直透过所有的过滤介质直到纳滤进水池。而由于控制微生物的需求,亚博下注需要在进水池中保持一定的余氯,于是,亚铁离子会被余氯部分氧化,形成难溶的氢氧化铁。这一点是对纳滤最大的危害。

氢氧化铁胶体在保安过滤器滤芯以及纳滤的进口端膜元件上会快速形成严重的棕红色铁氧化物胶体累积,致使系统完全无法运行。在华北某焦化废水工程中,曾经发现过超滤产水的浊度~0.1 NTU,而再次从纳滤进水箱抽出来后,浊度达到了1-2NTU,其结果是第一支膜元件严重胶体颗粒物污染,称重达40kg。

膜严重污染

综上所述,纯粹的催化氧化预处理工艺,虽然能够有效降低COD指标,但对于下游的纳滤膜系统不仅不能降低有机物污染倾向,反而会加剧微生物污染、明显降低纳滤膜的COD 去除率。特别需要强调的是,芬顿反应残留的铁会导致下游膜系统的严重污染。

讲到最后,催化氧化预处理改如何正确使用才能达到去除难降解COD的真正目的呢?SUEZ-WTS专家推荐:

作为降低纳滤进水COD的措施,催化氧化法必须与生物炭、BAF等生化方法结合起来,如果没有后续的生化工艺,催化氧化非但不能减轻纳滤膜的污染,反而是一种污染源,并使得纳滤膜的COD去除率大大降低,对于纳滤后续工艺不利