高密沉淀-超滤深度处理过程有机物变化及膜污染分析

作     者：戈拯 关静雯 彭轶 安东 石周 陈浩林 王坤 GE Zheng;GUAN Jingwen;PENG Yi;AN Dong;SHI Zhou;CHEN Haolin;WANG Kun

作者机构：北京工业大学城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室北京100124 北京信通碧水再生水有限公司北京101149 国投信开水环境投资有限公司北京101101 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2024年第24卷第9期

页      面：3625-3636页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：北京市通州区科委项目(JCQN2023023) 国家自然科学基金项目(51808012) 

主　　题：环境工程学 深度处理 超滤 有机物 膜污染 

摘      要：超滤技术被广泛应用于城镇污水深度处理,但膜污染导致的通量衰减问题始终是制约超滤处理效率的主要瓶颈之一。研究利用生化池、二沉池、高密池和超滤出水探究了城镇污水深度处理过程中溶解性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)的组成和变化,采用紫外光谱、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱等多种技术手段对高密沉淀-超滤组合工艺的超滤膜污染进行化学结构、污染物组成分析研究。结果显示,深度处理可去除多种有机物,二沉池出水、高密池出水、超滤出水的溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)质量浓度分别为7.43 mg/L、5.98 mg/L、3.32 mg/L,超滤对DOC截留率达44.5%。此外,深度处理工艺可以显著降低二级出水中蛋白质组分和腐殖质的荧光强度。在模拟废水条件下,探究了高密池出水典型污染物的膜污染机制。高密池出水中的蛋白质和多糖是造成膜污染的主要物质,在经过多批次过滤、反洗试验后依然残留于膜表面,其中残留质量由大到小依次为蛋白质(1.04 mg)、多糖(0.32 mg)、腐殖酸(0.07 mg)。研究表明,深度处理过程的膜污染机制与DOM密切相关,多糖与蛋白协同作用可导致更为严重的膜污染并形成致密且不易脱落的滤饼层,含多糖和蛋白质的模拟废水在第二和第三周期开始时的膜比通量比第一周期开始时分别降低了71%和72%。