碟管式反滲透膜（DTRO）濃縮處理工藝在沼液處理中的試驗研究

陶麗霞+王立江+伍世軍+常偉杰

摘 要：以山東某大型養雞場沼液為例進行了試驗研究，模擬了沼液的處理過程。由試驗結果可知，DTRO膜系統的最佳操作壓力為4.5～5.5 MPa，濃縮倍數為3～5倍，回收率為60%～80%.

關鍵詞：DTRO膜；沼液；回收率；離心機

中圖分類號：X713 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.133

文章編號：2095-6835（2016）11-0133-01

本文探討了利用DTRO膜系統處理沼液的影響因素和處理效果。

1 試驗材料

沼液取自山東某大型養雞場，養雞場的沼氣處理規模為300 m3/d，采集時間為春季。

2 試驗裝置及方法

試驗裝置包括管式微濾膜、過濾器、離心機、保安過濾器和DTRO膜。

試驗流程為：沼液→預處理（離心機→管式微濾膜）→DTRO膜。

3 試驗的影響因素及測試對象

試驗的影響因素包括膜面流速、操作壓力、料液的pH和溫度。

測試對象包括氨氮、總磷、鉀離子、CODcr、pH、濁度、重金屬和微量元素。

4 試驗結果與分析

4.1 沼液水質測定結果

沼液水質檢測的對象主要有電導率、COD、SS、總氮、氨氮、總磷、硫酸根、有機質、腐殖酸、鉀離子、鈣離子、pH和微量元素。其檢測值分別為22.4 ms/cm、17.6 g/L、9.12 g/L、5.38 g/L、5.19 g/L、0.605 g/L、0.218 g/L、6.48 g/L、2.2 g/L、3.05 g/L、0.378 mg/L、7.5和84.5 mg/L。

4.2 預處理工藝的處理效果

SS、COD、氨氮、總磷和電導率的去除率分別為99.6%，48.5%，7.5%，19.0%和9%.

4.3 DTRO處理

4.3.1 最佳操作壓力的確定

將壓力應控制在0～7.0 MPa的范圍內，針對系統在不同壓力下的運行情況得到的結果如下：①壓力越大，膜通量越大，相對通量下降越快，運行周期越短。當滿足試驗設定的反沖洗條件后，單周期內的產水量為350 L時為最佳出水量，該出水量的壓力為4.5～5.5 MPa。②壓力越大，污染物的去除率越高，但在壓力增大至5.5 MPa后，去除率的變化不大。

根據以上結果可知，DTRO膜系統的最佳操作壓力為4.5～5.5 MPa。

4.3.2 最佳濃縮倍數的確定

將壓力控制在0～7.0 MPa的范圍內，針對不同的濃縮倍數，基于系統達到最大操作壓力（7.0 MPa）的時間得到結果為：當濃縮倍數為3～4倍時，運行時間為250～300 min；當濃縮倍數為5倍時，運行時間為150 min；當濃縮倍數為6倍時，運行時間為50 min。根據上述結果，并綜合考慮經濟性后可確定最佳濃縮液倍數為3～5倍，回收率為66%～80%.

4.3.3 DTRO膜的運行效果

在確定了最佳操作壓力和濃縮倍數的情況下，系統連續運行后COD、氨氮、電導的去除率均>93%.

處理后透過液的水質指標為：電導率、COD、SS、總氮、氨氮和總磷的定值分別為450 us/cm、65 mg/L、0 mg/L、208 mg/L、187 mg/L和8.6 mg/L。

處理后濃縮液的水質指標為：電導率、COD、SS、總氮、氨氮和總磷的定值分別為35.6 ms/cm、32.1 g/L、0.086 g/L、15.4 g/L、15.1 g/L和1.5 g/L。

5 結論

管式微濾預處理工藝對沼液的處理效果較好，COD的去除能達到48.5%，可基本截留SS；DTRO膜系統處理的最佳操作壓力為4.5～5.5 MPa，濃縮倍數為3～5倍，回收率為66%～80%；在沼液的濃縮過程中，DTRO膜機理及其型號的選擇、膜污染的處理工藝、以DTRO膜為核心的集成工藝有待進一步研究。

〔編輯：張思楠〕