他山之石|美国是如何解决市政废水处理中的反渗透膜污染的？-undefined

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当越来越多的组织、市政和公司开始将再用水作为减少使用水量、降低能源足迹以及控制经费的手段时，常用的技术是低高压膜过滤系统。膜过滤中最常见的挑战是生物污染，由细菌增值所引起，会降低膜的性能。生物污染特别涉及到城市污水处理厂的回收过程，必须考虑具有成本优势且具有其它优点的技术来控制生物污染，如高级氧化。

宾夕法尼亚中部地区的大学联合管理局(UAJA)用高级氧化过程(advanced oxidation process，AOP)来控制反渗透过程中的生物污染。附加的系统同时提高了管理局清除污染物的能力。

大学联合管理局(UAJA)

大学联合管理局为周边的宾夕法尼亚州立大学和州立学院超过80000名居民提供废水收集、处理和水的再用。在不向大学整个校园提供污水处理服务的同时，管理局面临着日益增长的社区，以及长期可持续性和流域保护的需求。附近是一条高品质的冷水渔业的Spring Creek河的源头，因为被定义为“高品质”，排放废水中的热量可能会潜在对其影响，所以宾夕法尼亚州环境保护局(PADEP)对处理后的污水排放的质量和数量进行了严格的限制。

跟RO相关的化学品费用

UAJA的设施符合三级污水排放标准，其中包括州内最严格的排放限制，和0.13 mg/L 的总溶解磷标准。建造于1969年的设备水力涉及容量为3.84 MGD(百万加仑)，管理局在1992年和2002年分别升级了设施。目前，设备最大的月流量为10.56 MGD和5万磅/天的有机物负载。

为了达到PADEP的严格监管，管理局在2002年实施了一项屡获殊荣的水回用计划，并于2005年在其新工厂开始运营。现在将部分处理过的废水排放到Spring Creek中，水质超过州和联邦的饮用水标准。

管理局还为社区提供了包括游泳池、自助洗衣店、洗车、草皮灌溉等过程的回用水。这不仅降低了排向Spring Creek的水总量，还抵消了社区内部分的饮用水需求。

UAJA有益再利用水处理大楼包含一系列的过程，将二次澄清池污水转化为满足联邦和州饮用水要求的供水。最初，该过程由微滤、RO、pH稳定剂、紫外消毒和用于分配残余物的氯化过程组成。在最近的系统升级运行后，管理局发现计划中的间歇性水处理杀虫剂优先进入了RO而不能有效地控制生物污染。为了稳定压力，当局在RO之前安装了氯化和脱氯的组合步骤，每隔几周补充杀虫剂。

在2013年的定期性能检查期间，管理局注意到其回用水中盐通过量和氮浓度升高了。虽然最后的排放废水仍满足标准，但是RO膜已经超过了其使用寿命。管理局选择在2015年更换这些膜组件，将新膜作为过程中的一部分，决定审查与膜操作相关的所有成本，发现其生物污染成本多年来急剧上升。此外，管理局发现其用于现场产生次氯酸钠的设备已磨损，可能需要大量的资金来升级。

高级氧化过程

控制生物污染的一种方法是高级氧化过程(AOP)，其通过羟基自由基的反应来氧化破坏污染物。这些基团是可以在水中使用的最强氧化剂之一，其氧化效率比次氯酸钠高200%。羟基可以氧化水中存在的大多数化合物，包括有机化合物、三氯乙烯(TCE)、内分泌干扰物(EDCs)、N-亚硝基二甲基胺(NDMA)、杀虫剂和药物等。

可能选项的费用

延伸阅读：

技术干货：反渗透膜污染以及设备维护

原标题：【他山之石】美国是如何解决市政废水处理中的反渗透膜污染的？

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