如何降低废水COD

随着城市水资源的日益匮乏和日益严格的污水排放标准，传统的处理工艺已不能满足城市污水的深度处理和回用的需求，这个时候就需要能够深度膜处理工艺来为城市供水提供第二水源。

据研究显示经过纳滤深度处理后的污水可以满足绝大多数污水回用水质的需求，不仅可以COD达标排放，还可以实现废水零排放。

随着废水成分越来越复杂，最常见的反渗透膜开始变得力不从心。所以，就需要一种拥有“魔法”的膜出现来解决这类复杂废水。

纳滤膜(Nanofiltration，简称 NF)是孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间的一种压力驱动膜。典型孔径1nm，截留分子量150~200Da，选择性分离多价离子和单价离子。两侧不同离子浓度所造成的渗透压要远低于反渗透膜，因此比反渗透膜所要求的操作压力要低。

图：SUEZ-WTS专利NF膜结构

同时纳滤膜相对于反渗透膜具有以下几点技术优势：

➤模型模型:电解质传递和电动力学模型DSPM-DE

➤机理:Donnan作用+位阻+膜孔内介电作用

➤相关的溶质及膜特性参数

➤膜材质和制造工艺----膜电位、膜孔径

➤料液----溶质分子(离子)电荷、水力学直径

➤料液与膜的相互作用----膜孔内电荷密度

➤影响分离性能的操作参数：pH、温度、压力、浓差极化

由于纳滤膜具备高回收率，因此被广泛地应用于垃圾渗滤液、煤化工、乳品、食品、分盐、废酸及制药等高浓度易污染水质的COD达标排放、回用及零排放预处理等深度处理。

同时相比反渗透膜，纳滤膜材质的类型也更多，不同的材质和不同的制备工艺决定了纳滤膜性能的差异，因此，在应用过程中也应该针对不同类型的纳滤膜进行差异化的膜系统设计。其中在膜分离工艺开发实验中要注意以下这些要点：

物料研究

成分和物料性质；

上游生产工艺（物料成分判断、对膜分离工艺的要求和影响等）；

目标成分和杂质的分子结构式、物理化学性质；

选膜

依据分离目的选定分离膜；

依据物料的物理化学性质预选适当的膜元件；

平膜试验

获取分离率（截流率或透过率）、通量、膜污染基本倾向以及物料性质调节试验等基础数据；

现场试验

变量试验：获得压力、循环流量、温度、浓缩比以及物料性质调整（比如PH、离子强度）等对于分离率和通量的倾向曲线；

参数优化试验：在变量试验的基础上设置优化参数组合；

模拟工业试验：参照参数优化试验结果，按实际工业生产条件进行，考核其可靠性；

当然在实际运行中，还要考虑系统参数

纳滤废水系统膜污染主要分为三种，有机物污染、微生物污染及复合污染。

1.有机物污染

HCR工艺控制浓差极化和有机物污染，同时实现对浓差极化相关的最大膜元件通量、系统平均通量和膜元件错流速率的优化控制。并且和微生物污染有着明显的区别：

有机物吸附与浓度相关，所以浓水端更为明显，膜元件增重和压差增加不明显，对膜性能的主要影响是产水量下降。

生物污泥主要发生在进水端，膜元件重量增加达几公斤到十几公斤，首段压差增加非常显著。

2.微生物污染

微生物污染是在NF系统中普遍发生的膜污染现象，一般来说与进水杀菌消毒不好以及BOD有关，其特点是生物粘泥或生物膜在膜元件中不定期地发生生长，在膜表面形成吸附污染并堵塞进水流道。

微生物污染防治主要有以下三点措施： 

原水箱保持抑菌是关键

控制氨氮除隐患

尽早发现及时清洗刻不容缓

3.复合污染

Fe(III)/Al浓缩后Fe(OH)3 /Al(OH)3 在下游絮凝沉淀，有机物、阻垢剂及CaSO4、 CaCO3和硅酸盐等难溶盐同时析出，形成有机无机复合污染。