[发明专利]一种发酵工业废水膜法回用处理中膜污染控制的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，更具体地说是一种采用双膜工艺对发酵工业废水生化处理出水回用处理过程中膜污染控制的方法。

背景技术

我国发酵工业发达，酵母、酒精、柠檬酸、啤酒、维生素C和味精等行业的水平和规模位居世界前列，是我国重要的支柱产业之一，但生产过程中取水量和废水排放量巨大，因此在工业节水、实现废水再生回用方面具有极大潜能。膜分离技术是近年来新兴的水处理技术，由于具有出水水质好、操作简单、占地小、能耗低等优点，已逐渐在工业废水回用处理中得到应用。

目前工业废水膜法回用处理中主要采用“超滤-反渗透”或“微滤-反渗透”双膜法，已有许多相关的研究和应用报道（许丹宇. CAST/双膜系统用于钢铁厂废水的处理与回用. 中国给水排水, 2009, 25(10): 69-72; 太南. 双膜分离技术深度处理电镀废水. 黑龙江科技信息, 2009, 25; 武华平. 双膜法处理印染废水回用工程实例. 工业用水与废水, 2010, 41(2): 72-74; 王希辉. 超滤和反渗透双膜工艺在印染废水回用中的应用. 山东纺织科技, 2009, 3: 24-27; 仝志明. 双膜工艺回用炼油废水长期稳定运行经验总结. 现代化工, 2007, 27: 434-436.）。在“超滤-反渗透”和“微滤-反渗透”双膜工艺中，超滤和微滤作为反渗透的预处理工艺，主要用于分离废水中的悬浮固体、颗粒物、胶体和大分子物质等，如溶液中的细菌热源、病毒以及胶体蛋白质、大分子有机物等，以减轻后续反渗透的工作负荷，保证其正常工作条件。然而，工业废水生化处理出水中还含有许多小分子有机物（分子量小于1000 道尔顿），包括大分子有机物在生物降解过程中生成的小分子有机物、微生物代谢产物等，这些有机物无法被微滤膜和超滤膜截留，从而与无机离子一起进入反渗透膜，造成反渗透膜复合污染，包括有机物在膜面的沉积和堵塞膜孔、微生物以沉积有机物为基质生长繁殖、无机盐与有机物络合后造成污染、无机盐结垢等。膜污染会造成膜通量下降、脱盐率降低、膜压力升高、使用寿命下降等诸多问题。为了消除膜污染、恢复膜性能，需要定期进行膜清洗，其中化学清洗是常用清洗方法，包括酸洗、碱洗、复合清洗等，清洗方式包括长时间浸泡和循环等。为了消除反渗透膜的复合型污染，需要将这些化学清洗方法组合使用，但频繁的化学清洗对膜会造成损害，同时还产生二次污染。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对现有工艺中对发酵废水生化处理出水进行回用处理时，有机物、无机盐、微生物对反渗透膜造成复合型污染，且频繁地化学清洗对反渗透膜易造成损害的问题，本发明提出一种发酵工业废水膜法回用处理中膜污染控制的方法，可有效延长膜的使用寿命。

2、技术方案

本发明的原理是采用“纳滤-反渗透”双膜工艺，用纳滤代替微滤和超滤，纳滤膜能将发酵工业废水生化处理出水中的绝大部分小分子有机物、微生物、胶体等截留，只有无机盐和水能够透过纳滤膜进入反渗透膜，然后由反渗透膜脱除无机盐；同时，针对纳滤膜和反渗透膜采取不同的运行方式和清洗方式，减少化学清洗的次数和周期，从而延长膜使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种发酵工业废水膜法回用处理中膜污染控制的方法，其步骤为：

（1）发酵工业废水生化处理出水经石英砂过滤、活性炭过滤、保安过滤器预处理。

（2）步骤（1）出水后进入纳滤系统，在纳滤系统先进行不加压地冲洗，再进行循环式化学清洗。进入纳滤膜，纳滤膜将小分子有机物、微生物、胶体等物质分离截留。

（3）步骤（2）出水再进入反渗透系统，在反渗透系统中先进行不加压地冲洗，再进行循环式化学清洗，得到最终产水。无机盐和水透过纳滤膜进入反渗透系统，无机盐被反渗透膜截留。

在步骤（2）中，纳滤膜运行过程中，主要是有机物和胶体沉积于膜表面形成污染层，运行过程中压力不变情况下当膜通量下降20-30%时停机进行物理冲洗，此时为可逆型膜污染，用纳滤膜产水进行不加压（即浓缩液阀门全开）、大流量（正常运行时的进水流量130%以上）冲洗10-30分钟，即可使纳滤膜通量恢复。连续运行一段时间，当物理冲洗完成后通量只能恢复至原通量80-90%时，采用循环式化学清洗，清洗药剂成分为三聚磷酸钠(0.5~2.0%质量浓度)、十二烷基苯磺酸钠（0.1~0.5%质量浓度）和EDTA（乙二胺四乙酸）-四钠（0.2~0.8%质量浓度）混合液，pH调节为10-11，清洗时间为1-3小时，通量即可恢复。