碟管式反渗透膜（DTRO）浓缩处理工艺在沼液处理中的试验研究

陶丽霞+王立江+伍世军+常伟杰

摘 要：以山东某大型养鸡场沼液为例进行了试验研究，模拟了沼液的处理过程。由试验结果可知，DTRO膜系统的最佳操作压力为4.5～5.5 MPa，浓缩倍数为3～5倍，回收率为60%～80%.

关键词：DTRO膜；沼液；回收率；离心机

中图分类号：X713 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.133

文章编号：2095-6835（2016）11-0133-01

本文探讨了利用DTRO膜系统处理沼液的影响因素和处理效果。

1 试验材料

沼液取自山东某大型养鸡场，养鸡场的沼气处理规模为300 m3/d，采集时间为春季。

2 试验装置及方法

试验装置包括管式微滤膜、过滤器、离心机、保安过滤器和DTRO膜。

试验流程为：沼液→预处理（离心机→管式微滤膜）→DTRO膜。

3 试验的影响因素及测试对象

试验的影响因素包括膜面流速、操作压力、料液的pH和温度。

测试对象包括氨氮、总磷、钾离子、CODcr、pH、浊度、重金属和微量元素。

4 试验结果与分析

4.1 沼液水质测定结果

沼液水质检测的对象主要有电导率、COD、SS、总氮、氨氮、总磷、硫酸根、有机质、腐殖酸、钾离子、钙离子、pH和微量元素。其检测值分别为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 预处理工艺的处理效果

SS、COD、氨氮、总磷和电导率的去除率分别为99.6%，48.5%，7.5%，19.0%和9%.

4.3 DTRO处理

4.3.1 最佳操作压力的确定

将压力应控制在0～7.0 MPa的范围内，针对系统在不同压力下的运行情况得到的结果如下：①压力越大，膜通量越大，相对通量下降越快，运行周期越短。当满足试验设定的反冲洗条件后，单周期内的产水量为350 L时为最佳出水量，该出水量的压力为4.5～5.5 MPa。②压力越大，污染物的去除率越高，但在压力增大至5.5 MPa后，去除率的变化不大。

根据以上结果可知，DTRO膜系统的最佳操作压力为4.5～5.5 MPa。

4.3.2 最佳浓缩倍数的确定

将压力控制在0～7.0 MPa的范围内，针对不同的浓缩倍数，基于系统达到最大操作压力（7.0 MPa）的时间得到结果为：当浓缩倍数为3～4倍时，运行时间为250～300 min；当浓缩倍数为5倍时，运行时间为150 min；当浓缩倍数为6倍时，运行时间为50 min。根据上述结果，并综合考虑经济性后可确定最佳浓缩液倍数为3～5倍，回收率为66%～80%.

4.3.3 DTRO膜的运行效果

在确定了最佳操作压力和浓缩倍数的情况下，系统连续运行后COD、氨氮、电导的去除率均>93%.

处理后透过液的水质指标为：电导率、COD、SS、总氮、氨氮和总磷的定值分别为450 us/cm、65 mg/L、0 mg/L、208 mg/L、187 mg/L和8.6 mg/L。

处理后浓缩液的水质指标为：电导率、COD、SS、总氮、氨氮和总磷的定值分别为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 结论

管式微滤预处理工艺对沼液的处理效果较好，COD的去除能达到48.5%，可基本截留SS；DTRO膜系统处理的最佳操作压力为4.5～5.5 MPa，浓缩倍数为3～5倍，回收率为66%～80%；在沼液的浓缩过程中，DTRO膜机理及其型号的选择、膜污染的处理工艺、以DTRO膜为核心的集成工艺有待进一步研究。

〔编辑：张思楠〕