火电厂中水回用RO膜污染特征研究

火电厂中水回用ＲＯ膜污染特征研究

于海琴１，刘正修２

李进１，褚彦杰１

１．北京交通大学土建学院市政与环境工程系，北京１０００４４；

２．北京京能热电股份有限公司，北京１０００４１

摘要：城市污水深度回用为火力发电厂锅炉补给水已成为世界各国解决缺水问题的主要方案之一，中水水质对深度回用工艺中反渗透膜的影响不容忽视．将电厂中水回用工程中污染的反渗透膜组件进行解剖分析，通过加压染料试验、表观观察、烧失量分析、ＳＥＭ－　ＥＤＸ、ＧＣ－

ＭＳ等方法对膜面污染物及其在膜面的分布特征进行研究．结果表明，膜面主要为有机污染，主要污染物为烃类、脂肪酸类物质；少量无机污染主要是ＳｉＯ２；污染物总量沿从膜卷进口端到出口端的方向逐渐增多，无机污染的变化与之相同，而有机污染的变化与之相反．表明阻垢和杀菌顸处理系统及维护管理工作完善．

中水回用；电厂；反渗透；膜污染；分布特征

ＡＴＱ９９１．２４

１００７－８９２４（２０１２）０３－００７５－０４

２０１１－　０５－２４　２０１１－０７－２９

于海琴（１９６５－），女，北京市人，副教授，硕士生导师，主要从事膜分离技术与应用、水处理和污水回用领域的教

学和科研工作．＜　ｈｑｙｕ＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．　ｃｎ〉

膜科学与技术第３２卷

２加压染料试验

该厂膜组件为复合膜．芳香聚酰胺材料易于受到游离氯的氧化．从而影响运行性能和膜面状态．在实际应用中．如果膜组件的脱盐率过低．应首先判断是否有膜面损坏而漏盐的可能性．为了确定高漏盐率的原因和位置．在解剖组件前．配制染料溶液对膜组件进行加雎运行，所用染料为若丹明Ｂ．试验考察①产水是否出现红色；②解剖经过染料处理过的膜组件，查看染料的漏点．是否有残留红色的区域．利用这种评估方法在一定程度上能辨别膜的化学氧化损坏和机械损坏（如产水背压）．

经试验产水没有出现红色，并且解剖后观察膜表面没有明显染料残留；结合运行记录情况．没有出现过高的透盐现象．说明膜面没有损坏．

物的烧失量分别为８１．３％、７７．５％和７２．９％．说明污染物中大部分物质是有机物．且从进口端到出口端有机物含量稍有降低．从膜的表观分析可以看Ｈ｛．膜面污染物的总量沿从进口端到出口端的方向逐渐增多．而灼烧减量分析结果表明有机物含量沿从进口端到出口端的方向是逐渐减少的．说明有机污染物主要沉积或吸附在迸水端．趋向出口端由于浓缩．无机污染逐渐增多．使有机污染物的比例降低．

表１妁烧减量分析结果

Ｔａｂｌｅ１

Ｒｅｓｕｌｔｏｆｌｏｓｓ

ＯＮ

ｉｇｎｉｔｉｏｎ

５膜表面污染物及分布特征分析

利用扫描电镜对膜面不同位置的污染物进行分析．通过ＳＥＭ图和元素分析评价膜污染的性质．５．１膜卷进口端膜面状态及污染物分析

分别从进口端两个不同位置处（定为１和２处）取膜片进行电镜分析．电镜照片如图１所示．从图ｌ中可以看出，膜面有一层泥状物．在松散的泥状物上面夹杂有晶形颗粒物沉积．分析认为进口端主要存在污泥或有机物污染，同时有少量无机污染物质．在电镜观察过程中没有看到明显的微生物或微生物群落．

３膜污染表观分析

将膜组件外壳切开．取出膜卷并展开．观察膜面污染情况，可以看到黑褐色泥状物，像鱼鳞一样（隔网影响）分布在膜表面．且沿从进口端到出口端的方向．污染物的量逐渐增多，颜色也逐渐加深．

用手触摸污染的膜表面时有一种滑腻感，类似胶体物质．闻起来没有异味．用钢尺可以轻松将其刮下，将刮下来的污染物分别放人３０％的ＨＣＩ溶液和４０％的ＮａＯＨ溶液中．放人ＨＣＩ溶液的污染物不溶解，而放人ＮａＯＨ溶液中的污染物部分溶解．经¨，Ｉ　Ｊ不’Ｗ¨ｒ，Ｊ　ｒ百，叶轻微搅拌．污染物在溶液中呈絮状．静置后沉降下呈絮状，静置后沉Ｅ

￡验，没有明显异味．来．取少量污染物进行燃烧试验，没有明显异味．

『

通过对现场运行历史资料分析．反渗透系统前料分析，反渗透系ｌ的杀菌措施运行良好．产生生物污染的可能性很低．综合污染特征．初步断定此膜组件主要受到有机污染．

｛ａ】进口端１处（５００倍）

≯’．．主№：］：’Ｉ．■ｒ张－＿

Ｉ

．

彻进口端２处（１０００倍）

图１膜面进口端电镜围

Ｆｉｇ．１

ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｕｒ｛ａｅｅｓｏｆｔｈｅｆｏｕｌｅｄＲ（）ｍｅｍｂｒａｎｅｓ

ｎｅａｒ

ｔｈｅｉｎｌｅｔ

４灼烧减量分析

分别在靠近膜卷表面进口端、中间位置和出口端取污染物样品．进行灼烧减量分析≈】．刮取沉积物在１０５～１１０℃高温炉内进行烘干处理．精确称取试样０．５～１．０ｇ，置于已恒重的铂金坩埚中．放人已经预热的高温电炉内，在４５０℃下灼烧ｌ～２ｈ，取出稍冷．放人干燥器中冷却至室温后称重．重复灼烧２０ｒａｉｎ．直至恒量．结果见表１．

从灼烧减量分析结果可以看ｍ．ｉ个位置污染

污染物的元素分析见表２．

表２靠近进口端膜面污染物质元素分析

Ｔａｂｌｅ２

ｏｎ

ＡｔｏｍｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｒｏｕｌａｎｔｓｄｅｐｏｓｉｔｅｔｈｅＲ（）ｍｅｍｂｒａｎｅ

Ｃ

Ｏ２２．６１８，３

ｎｅａｒ

ｔｈｅｉｎｌｅｔｂｖＥＤＸ

Ｓｉ１．６０．８

１０Ｓ９８

元素ＡＩ

０．５０．２

Ｃａ

０．４０．１

质量百分散／％７３．０原子量百分数／％７９．８

由表２可以看出．靠近进口端膜面污染物中ｃ、（】含量很高．分别占７３％和２２．６％，说明膜面含有大量的有机污染物；除此之外还有少量的Ｓｉ、Ｃａ等，

第３期于海琴等；火电厂中水回用ＲＯ膜污染特觚研究

说明膜面还存在一定量的无机污染．无机污染物可能是硅垢和钙垢．与ＳＥＭ图分析结果吻合．５．２膜卷中间位置膜面状态及污染袖分析

从膜卷中问位置膜面处取膜片进行电镜分析，电镜照片如图２所示（ｂ为ａ中选定区域的ｌ０００倍照片）．由图２看出，此处膜面较进口端平滑度下降，凹凸感增强．晶形无机颗粒数量增加，颗粒尺寸增大，且基本上都包裹在泥状物中．分析认为．趋向膜面出口端，原水浓缩逐渐加剧．水中离子浓度增大．使某些无机难溶物过饱和的可能性增强，在阻垢剂不能保证效果时．难溶盐沉淀析出，形成更多、更大的沉淀．同样在电镜观察过程中没有看到明显的微生物或微生物群落．

更加明显．污染层变厚．且晶形颗粒物被泥状物覆盖．在电镜观察过程中没有看到明显的微生物或微生物群落．

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图３靠近出口端膜面电镜照片

Ｆｉｇ．３

ＳＥＭｏｆＲＯｆｏｕｌｉｎｇ

ｎｘｍｌｈｒ№ｓ

ｒｅａｒ

ｔｈｅｏｕｔｌｅｔｓｉｄｅ

污染物的元素分析见表４．

表４靠近出１３＇端膜面污染物质元素分析

Ｔａｂｌｅ４

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