一、实验背景

该废水项目业主方是一家生产多种化工产品以及农药的企业，其产生的很多废水具有高盐，高COD的特点。同时由于工艺的需要，对现有的产品母液进行高温蒸发浓缩后，其蒸出水变为了废水，这种废水具有含盐量低，有机物含量高的的特点。针对上述两种废水：高盐，高COD废水现有的处理工艺是进行蒸发，这样的工艺的弊端就是运行费用太高，给企业带来沉重的经济负担。由于企业自己有完整的污水生化处理系统，需要寻求一种减少废水的蒸发量，而更多的废水通过生化系统来处理的方法，这样就很大的降低了废水吨处理的运行费用成本。同时蒸出水由于具有低盐分高COD，且水质清澈透明的特点，可以考虑进行一定的处理使其达到冷却水的回用标准。因此在此背景下，根据双方交流和项目推进的需要，在该化工厂厂区内对水样进行现场膜中试试验。 

二、实验目的

1.使用标准膜设备，考察德国MFT特种膜SuperRO在水样中对盐及COD的去除效果和操作可行性，为推进项目和工程设计提供数据支持；

2.考察单级膜过滤处理废水效果；

3.考察不同膜浓缩倍数情况；

4.考察水质情况对膜片的污染以及清洗性能恢复情况；   

三.原料来源

     化工车间现场提取用于实验的水样

四、实验设备

德国MFT（美富特）移动设备MFT SM-1-1

德国MFT（美富特）标准膜设备装置MFTSM-1-1是一款移动中试实验设备，其中包括1支70公斤级和1支140公斤级的SUPERRO特种膜。该膜系统可以根据高压管道的连接切换，实现单支膜（70bar或140bar）操作。此系统的特点是操作简易，保证出水水质稳定，通过改变操作条件研究SUPERRO处理不同料液的可行性，收集相关实验数据，为工程项目推进提供支持。

五、实验日期

2013年8月18日——2013年8月21日

六、实验地点

 某化工有限公司工厂

 八.工艺流程简介

达到进水要求的废水收集在原水桶中，开启进水离心泵，废水经过精密过滤器保安处理，进入高压柱塞泵。经过加压的废水进入膜元件过滤分离，废水一分为二。膜透过液外排或另行收集，浓水根据需要外排或者回到原水桶进行浓缩实验。如果进行浓缩实验，由于废水经过高压泵的摩擦挤压受热，温度会累积上升。为了维持恒定温度，流回原水桶的膜浓缩液通过板式换热器冷却。系统设置70bar和140 bar两种规格SUPERRO膜柱，并联排布，共用一台**扬程为165m的柱塞高压泵。通过管道的切换（为了安全考虑，这里不采用阀门设计）实现两种膜柱不同时间段的运行操作。

当原水电导值≤25000μs/cm时，建议使用70bar等级的膜柱；当原水电导值≥25000μs/cm时，建议切换使用140bar等级的膜柱。

九.实验过程

由于所有废水的电导率都小于40000μs/cm，所以选用70公斤级的膜元件进行实验。开机前，仔细检查阀门开关状态和软管走向情况；启动设备进行实验，定时记录实验起始时间、压力、温度、流量等相关数据，**分别取样检测浓缩液和透过液的水质指标。在操作开始及结束时，分别测试膜的清水通量，每次启动设备先用清水运行10－15分钟，记录清水的通量、压力、脱盐率；停机前需用清水冲洗膜组件，直至电导降为进水电导，记录清水的通量、压力、脱盐率。

十.实验一：蒸余废水膜处理实验

1.废水的特点：此废水颜色呈红褐色，温度80摄氏度左右，pH在12左右，含盐量、COD浓度高，水体中有少量的黑色沉淀物。

2.水样的预处理：用盐酸调pH至6-7，然后经过自然冷却一夜后，再用20微米的滤袋过滤。

   3.实验记录数据

6.数据

7.分析，结论及建议

1）从膜的运行上来看，本次实验使用70公斤的单只膜元件进行循环浓缩实验，共运行时间81分钟。**压力升至67公斤，接近膜元件能承受的**压力，同时在保持压力基本不变，进水电导升高的情况下，通量的损失很缓慢，且**膜的平均通量为12.99LMH，远超膜元件要求的**通量。

2）从膜的清水通量来看，实验结束后，通过实验前后的通量数据对比可知，其通量变化不大，说明该废水对膜元件的污染情况较小。

3）从膜的出水水质来看，尽管COD的截留效果不理想，但是本废水的主要目的是对该废水进行盐分的浓缩，使其浓水含盐量尽可能的高，产水含盐量达到进生化系统的要求。因此从电导截留率达到97%来看，其产水水质达到了本废水处理的目的。

4）结论：从以上对膜运行及数据分析来看，此废水的膜实验达到本次实验的目的，因此SUPERRO膜可用于此废水的处理。

十一.实验二：蒸馏废水的处理

1.废水特点：此废水无色透明，温度60摄氏度左右，pH在12左右，COD高，由于是蒸馏废水，其COD组成主要是一些有机物小分子物质。

2.水样的预处理：用盐酸调pH至7-8，然后通过自然冷却一夜后，用膜实验设备自带的保安过滤器来做过滤处理

3.实验记录数据

5.数据

数据表1

数据表2

说明：数据表二是在数据表一基础上仅改变进水PH的条件下再次做的过膜实验，主要是排除数据不准确性的干扰，同时测试pH的改变是否能改变其截留效果

6.分析，结论及建议

1）从膜的运行上来看，本次实验使用70公斤的单只膜元件进行循环浓缩实验，共运行时间62分钟。**压力升至20公斤，远未达到膜元件能承受的**压力，同时在保持压力基本不变，进水电导升高的情况下，通量的损失很缓慢，且**膜的平均通量为25LMH，远超本膜元件要求的**通量。

2）从膜的清水通量来看，实验结束后，通过实验前后的通量数据对比可知，其通量变化不大，说明膜元件污堵状态较理想。

3）从膜的出水水质来看，虽然实验数据有一定的问题，但是还是可以看出其对COD的去除效果很差，原因在于废水中COD组成部分大多数都是有机小分子物质，不容易膜拦截。而本废水的实验目的就是要求废水达到回用标准，因此COD太高而达不到本废水的实验目的。

4）结论：从以上的分析可以看出，虽然本膜元件的运行时没有任何问题，但是由于废水中有机小分子物质太多，而不能被反渗透级别的膜所拦截，使其出水COD不能达到回用水的要求本，因此本膜工艺对于此废水的处理并不合适。

5）建议：根据本废水的一些特点，可以考虑用一些**氧化技术进行处理。比如臭氧等

十三.实验三合成废水

1.废水特点：此废水无色透明，温度60摄氏度左右，pH在14左右，由于此水样的来源不清楚，水质情况不明，仅在取样过程中发现水体中有不能很好的溶解于水中的有机溶剂，但是在搅动过后凭肉眼不能观察出此现象。但在PH=6-10时，废水中有大量的白色沉淀物析出，此沉淀不易被20微米的滤袋拦截。在PH小于6时，白色沉淀物再次溶解，水体变得清澈透明。

2.水样的预处理：用盐酸调pH至5，然后通过自然冷却一夜后，用膜实验设备自带的保安过滤器来做过滤处理

3.实验记录数据

5.数据

6.分析结论及建议

1）从膜的运行上来看，本次实验使用70公斤的单只膜元件进行循环浓缩实验，共运行时间56分钟。**压力升至66公斤，已接近膜元件能承受的**压力，同时在保持压力基本不变，进水电导升高的情况下，膜的通量在实验前阶段较为缓慢，但是在实验后阶段其通量衰减较快速。且**膜的平均通量为13.79LMH，远超膜元件要求的**通量。

2）从膜的清水通量来看，实验结束后，通过实验前后的通量数据对比可知，其通量变化较大，说明本膜元件在运行中有一定的污堵。由于对水质来源不清楚，不好判断污堵原因，但是从**浓水水面上漂浮的有点像油状的物质来看，可能是有机溶剂达到过饱和析出，而浮于水面上，造成污堵的原因之一。

3）从膜的出水水质来看，不管是电导还是COD都达到了一个良好的截留状态，且本废水实验的目的是对废水进行脱盐处理，其产水进入生化，而节省蒸发废水的运行费用，因此仅从这方面讲此SUPERO膜是完全能够处理好此废水的。

4）结论及建议：从以上的分析可以看出，SUPER膜元件对废水处理的效果无太大问题，主要是膜在运行中出现一定的污堵现象，有些有机溶剂在膜在工程长期运用时，会对产生破坏作用，因此此废水处理与否，需要了解清楚此废水来源及性质后，再做决定。