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1、摘 要 I摘 要 在 RO 工艺中防止膜污染是系统正常、高效运行的关键，在 RO 系统污染的几个类型中，微生物污染具有其特殊性，是造成系统运行困难的主要原因之一。 通过对地表水、地下水、自来水以及废水回用水为原水的反渗透预处理系统试验分析，认为地表水和废水回用由于水中污染杂质较多，有机物和微生物含量较多，对反渗透系统产生微生物污染的危害更大，合理和有效的预处理是预防微生物污染的关键，试验表明，超滤可以有效去除水中胶体和悬浮物质，出水 SDI值一般在 2 以下，结合杀菌处理，可以有效预防反渗透系统的微生物污染，通过对 UV254、CODMn、TOC 的测定分析，建立了以滏阳河为水源的 UV254
2、与 CODMn、TOC 的线性相关方程； UV254操作简单、 快捷准确， 是水中有机物的良好替代参数，不仅可以作为 RO 进水中有机物的控制指标， 而且可以作为微生物污染预测的监控指标。微生物污染解剖试验分析表明，严重的微生物污染薄膜成网状粘联结构，分析到的主要成分有白蛋白、苯环类、脂肪酸和芳香烃类等有机物，可观察到的微生物有球菌、杆菌、霉菌和藻类。以地表水为水源的反渗透膜微生物污染清洗试验表明，清洗方案为先碱洗，后酸洗，最后杀菌消毒，清洗配方为0.2%NaOH0.2%HCl1%甲醛，并通过工业性试验得到验证，具有较大的应用价值。 关键词：微生物污染，反渗透，膜 Abstract IIAbs
3、tract The key to the reverse osmosis system running efficiently is that avoiding the pollution of membrane. Among several pollutions of reverse osmosis, the bio-fouling is one of the main reasons which cause the system running trouble. Based on the analysis of reverse osmosiss pretreatment system fo
4、r the feeding water as surface water, groundwater, tap water and reclaimed water, the test shows that the surface water and reclaimed water, with high content of organic matters and microorganism, will cause larger harm to reverse osmosiss bio-fouling. But the reasonable and effective pretreatment i
5、s the key to prevent reverse osmosiss bio-fouling. Various experiments indicate that the ultra filtration can effectively remove the colloids and suspended solids in source water. The SDI value of effluent water can be controlled in a low level, which is generally below 2. Combined with bactericidal
6、 treatment, it can effectively prevent reverse osmosis system from bio-fouling. By the measuring and analysis of CODMn, TOC and UV254 ,the relative relationship of CODMn, TOC and UV254 in the production of pure-water is obtained in this dissertation which shows that UV254, CODMn and TOC have a well
7、linear relationship. UV254 measuring is easy, quick and exact, which is the replaceable parameter for organic matters in water. It is reasonable to use UV254 as the controlling indicators for organic matters of influence of reverse osmosis. It also can be used as the controlling indicators for membr
8、ane bio-fouling in the prophase. When the bio-fouling membrane was anatomized, it shows that the bio-fouling membrane are meshy and coupling, whose primary ingredients are organics matter such as albumin, benzene ring, hydroxyl acid, fatty acid and so on, as well as microorganisms such as cocci, bac
9、illi, leaf mold, alga and so on. The test of cleaning the RO membranes bio-fouling substance shows that adopting alkali-acid-sterilization the cleaning method is the best method. The author used 0.2%NaOH0.2%HCl1% formaldehyde solution to clean the membrane. The technique has more popularizing and ap
10、plication values. Key words: bio-fouling , reverse osmosis, membrane 独创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北工程大学河北工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文
11、作者完全了解 河北工程大学河北工程大学 有关保留、使用学位论文的规定。特授权 河北工程大学河北工程大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 第一章 绪论 1第一章 绪 论 反渗透是采用膜分离的水处理技术。随着膜科学研究和制造工艺的进步，反渗透水处理技术得到了迅速发展1。反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、耗电
12、低等优点2，在海水苦咸水淡化、锅炉水处理、纯水制备、食品、制药用水及废水处理方面有广泛的应用3。利用反渗透技术对水进行深度处理具有极高的实用价值，所以反渗透水处理技术在许多大中型系统中应用广泛。但是反渗透膜的污染和劣化始终是制约该技术发展的瓶颈之一4,5。导致反渗透膜的污染和劣化的原因主要来自于水中的杂物，由于各地水源水质不同，所采用的预处理工艺方法也不尽相同，所以反渗透的污染物各不相同，污堵的速度差别很大。即使同一个系统，每个周期的污染物也不完全相同，常常不止一种污染物，它们相互影响，加快了污堵速率和污染的复杂性，常见的污染物质有：胶体污染、生物污染、化学结垢及颗粒污堵6。最终造成的结果是：
13、在正常压力下，反渗透产水量降至正常值的 85%以下，出水导电率增加 15%以上，RO 各段间压差增加明显。 在反渗透膜污染的几个类型(微生物污染、化学污染、颗粒和胶体污染)中， 微生物污染具有它的特殊性， 是造成反渗透水处理运行困难的重要原因。微生物污染的特点具体表现在：第一是人们通常认为，给水污染指数(Silt Density Index，简称 SDl)合格，并不能保证避免微生物污染。给水 SDI98%，运行压力 0.6MPa，微型 RO 试验装置如图2-2 所示。 图 2-2 微型 RO 装置示意图 Fig 2-2 Subminiature RO setup 2.2 现场试验装置概况 2.
14、2.1 邯钢污水回用 RO 系统 邯钢是我国生产特种钢材的骨干企业， 近年来在环境治理特别是污水综合利用 投入大量资金，也取得了显著成效。首先，邯钢将厂区所有生产污水回收到综合 污水厂进行集中处理，处理工艺流程如图 2-3 所示。 图 2-3 邯钢综合污水处理工艺流程 Fig2-3 Flow chart of general sewage treatment in steel factory of Handan 综合污水处理后一部分回用到车间防尘和厂区绿化， 另一部分送到深度处理车间，经过超滤、二级反渗透除盐、EDI 精除盐后到自备电厂。深度处理工艺流程如图 2-4 所示，邯钢污水回用反渗透系
15、统实物如图 2-5 所示。 工艺中超滤采用荷兰浸入式超滤系统，膜丝直径 1.9mm，真空外压式集水，共四组，总产水量 876m3/h；一级 RO 选用陶氏 BW30-365FR 抗污染型膜元件，共河北工程大学硕士学位论文 12四套系统， 总产水量约 675m3/h； 二级 RO 选用陶氏 BW30-400FR 抗污染型膜元件，共两套系统，每套产水水量约 250 m3/h。 图 2-4 邯钢污水回用深度处理工艺流程 Fig 2-4 Flow chart reusing sewage and deep treatment in steel factory of Handan 注：图中混床为旧工艺，
16、EDI 为新工艺（目前运行） 图 2-5 邯钢污水回用反渗透系统照片 Fig 2-5 Reverse osmosis system photo of reusing sewage in steel factory of Handan 2.2.2 邯郸热电厂反渗透系统 邯郸热电厂生产用水以滏阳河水为水源，经常规预处理后一部分用于循环冷第二章 试验装置与方法 13却水，一部分深度处理后作为锅炉补给水，其工艺流程如图 2-6 所示。 图 2-6 邯郸热电厂化水处理工艺流程图 Fig. 2-6 Flow chart of chemic water treatment in Handan power plant 据调查，在非雨季节，滏阳河水进入邯郸市区段的水量为 35m3/s，邯钢等企业提取工业用水 2m3/s 以上,铁西污水厂和东郊污水厂二级处理后的水（水量约 2.3 m3
