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反滲透膜在污水回用深度處理工藝中的應用

文章出處:未知發表時間:2022-07-21 13:22:07

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   自從污水處置場污水回用單元建成投用,車間技術人員為延長設備運轉周期,提升新穎水回用率,降低污水排放。結合生產運轉理論,重復琢磨研討,經過努力攻克了反滲透膜在污水回用運轉中的關鍵技術,完成生產運轉目的。

 

  1、工程概略

 

  工業污水處理場按污水的性質劃分為含油污水系統和含鹽污水系統和清凈廢水系統。各系統設計處置量均為600m3/h,污水總回用量為965m3/h。含油污水經回用途理后生產循環水補充水及雜用水550m3/h。清凈廢水系統采用前處置、超濾和反滲透污水深度處置工藝,生產鍋爐補給原水415m3/h,流程見圖1

 

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  經過表1中數據能夠看出:反滲透膜在污水回用深度處置工藝中占重要位置,對水質雜物處置起關鍵作用。

 

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  2、反滲透膜運轉后的污染狀況

 

  污水處置場清凈廢水系統按工藝操作規程和操作卡,運轉3個月后停車實施系統清洗作業。翻開一段反滲透膜殼進水端板檢查發現,在第一根膜入口端部膜上附有彈性、潤滑黃白色稀薄狀泥,不易清算;在膜殼內側積有白色垢狀物。翻開二段入口端板檢查,除發現白色垢狀物外,未發現其它污堵物,如圖2所示。

 

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  3、污染產生緣由及剖析

 

  反滲透膜污染產生的可能緣由有以下7種:

 

  1)遭到清凈廢水中的懸浮物或難溶鹽的污染,這些污染介質可能是硫酸鈣沉淀、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉淀、硅堆積物、合成有機物(如:阻垢劑/分散劑,陽離子聚合電解質)、微生物(藻類、霉菌、真菌)等物質。

 

  2)反滲透阻垢劑類型選用不當,加藥量不精確,造成系統產水量疾速降落,系統壓差明顯增加,增大了反滲透膜被污染的幾率。

 

  3)反滲透保安過濾器濾芯精度選擇不當。精度不夠,起不到過濾效果;反之,會增加被污染的時機。

 

  4)反滲透預處置系統中絮凝劑及助凝劑選擇不當形成膜元件被嚴重污染,而殺菌劑的選擇不當則使得反滲透系統脫鹽率嚴重損傷。

 

  5)生物污泥的存在。當膜元件外表覆有微生物污泥時,膜元件應去除的鹽類將陷于黏層中,不易被水沖帶走,為微生物繁衍提供了豐厚的營養物質。同時反滲透進水前預處置時參加的阻垢劑等又能促進微生物生長。

 

  6)由于濃差極化的存在使料液浸透壓增大,有效推進力減小,形成透水速度和脫鹽率降落,增大被污染的系數。

 

  7)系統運轉操作管理存在缺陷

 

  a.未按操作規程操作;

 

  b.工藝運轉和設備狀態參數調整不及時,沒有針對性;

 

  c.添加藥劑計量未作優化;

 

  d.系統到達清洗條件后未及時清洗。

 

  反滲透膜元件被污染后,會造成系統產水量疾速降落,系統進出口壓差增大,脫鹽率嚴重降落,出水指標呈現動搖或存在個別指標不達標,形成出水水質不合格。

 

  理解反滲透膜元件上稀薄狀泥和垢狀物的屬性,對控制工藝運轉中藥劑種類和添加量,提升設備運轉平穩性和延長運轉周期有重要參考價值。為此,將少量稀薄物分別置于盛有31%HCl42%NaOH燒杯中攪拌,未發現變化。從膜殼內側取少量白色垢狀物置于盛有31%HCl燒杯中,有氣泡生成,并很快溶解消逝。從化驗結果剖析,反滲透膜元件遭到混合污染,污堵物質為一種生物粘泥及無機碳酸垢物。

 

  4、改良的技術和管理措施

 

  4.1 藥劑投加量和投加方式的改良

 

  為保證反滲透系統的平安牢靠連續運轉,在污水進入反滲透系統之前,需求連續投加阻垢劑和復原劑,沖擊式投加非氧化性殺菌劑,并對接口位置實施調整。

 

  4.1.1 阻垢劑

 

  由于生物濾池產水中增加投入HCl,使反滲透系統進水的pH值維持在69的下限,進水堅持微酸性,改動了水中的酸堿均衡,同時阻垢劑的投加位置也由原低壓泵出口改至低壓泵進口,見圖3。應用低壓泵葉輪的高速轉動使阻垢劑分散平均,充沛發揮其作用,避免保安過濾器及反滲透系統內結垢。但在抑止結垢的同時,增加了水中的離子濃度,反滲透系統的脫鹽負荷增大,產水電導率略有增大,濃水側增大明顯,所以給水進入反滲透系統前需加阻垢劑,藥劑投加濃度控制在35mg/L。這樣給水經反滲透處置后,其濃水中各種離子被濃縮4倍,減少了反滲透膜被污染的時機。

 

  4.1.2 復原劑

 

  反滲透系統采用的是聚酰胺復合膜,這種膜對氯只能耐受1000mg/(L·h)。由于超濾運轉時投加NaClO殺菌,造成超濾產水中含有余氯,因而需求在反滲透給水中投加復原劑,加藥劑量控制在35mg/L。脫除給水中的余氯,可維護反滲透膜免遭不可逆轉的氧化損壞。復原劑投加位置由低壓泵出口、保安過濾器進口改至保安過濾器出口、高壓泵進口,見管線接口表示圖。在流程上,延長超濾產水中余氯的存續時間,改動了保安過濾器內的水環境,避免保安過濾器中微生物的滋生和繁衍,減少了反滲透系統進水中微生物的量。

 

  4.1.3 非氧化性殺菌劑

 

  為抑止水中細菌繁衍,采用沖擊式投加方式,投加次數由每周投加1次,改為每天投加3次。按班次投加,每次投加2030min,加藥劑量約1L。標準白班投加時間(1400-1500),即在每天水溫最高時段,亦是微生物最活潑的、最宜繁衍的時段投加藥劑,以對反滲透給水做更徹底的殺菌處置。

 

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  4.2 對反滲透膜元件清洗

 

  為避免反滲透膜進一步污堵造成其無法正常工作,以至局部或一切膜元件報廢,形成宏大經濟損失,當生產運轉中呈現下列情形之一時必需對反滲透膜元件實施清洗。

 

  1)在正常壓力下如產品水流量降至正常值的10%15%

 

  2)為了維持正常的產品水流量,經溫度校正后的給水壓力增加了10%15%

 

  3)產品水質降低10%15%;鹽透過率增加10%15%

 

  4)運用壓力增加10%15%

 

  5)反滲透各段間的壓差增加明顯。

 

  清洗步驟如下:

 

  1)系統沖洗。

 

  定期用反滲透產品水(也可用契合反滲透進水規范的預處置水或過濾水)沖洗反滲透膜組件和系統管道。

 

  2)配制清洗液。

 

  準繩上用反滲透產品水配制。清洗劑應充沛溶解并混合平均,然后調理pH(酸洗普通用氨水調理,堿洗普通用鹽酸調理),并重復確認清洗溫度能否適宜。

 

  3)低流量輸入清洗液。

 

  清洗液以盡可能低的壓力置換元件內的原水,其壓力僅需到達足以補充進水至濃水的壓力損失即可,即壓力必需低到不會產生明顯的浸透產水。視狀況排放局部剛開端循環回來的清洗液,以避免清洗液的稀釋。

 

  4)循環。

 

  當原水被完整置換后,讓清洗液循環回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定,循環時間普通為120min。對回流清洗液視狀況實施處置。假如回流清洗液已明顯變色或變濁則應排放掉,重新配置清洗液;若回流清洗液pH變化時,調整pH。必要時改換清洗液。

 

  5)浸泡。

 

  中止清洗泵的運轉,讓膜元件完整浸泡在清洗液中。普通狀況可浸泡2h,對頑固的污染物,需求延長浸泡時間。

 

  6)反復步驟4)5)若干次,最后用反滲透產品水或合格的預處置出水沖洗系統內的清洗液。

 

  4.3 生產管理措施

 

  1)強化員工技藝培訓,熟習和理解工藝操作流程和操作規程,具備各種毛病應急處置才能。

 

  2)嚴厲控制反滲透各項運轉參數,如:進水水質、產水流量、濃水流量、段間壓差、回收率等;定期校準反滲透觸及的各種儀表設備。

 

  3)按修正后的運轉參數定期實施預防性清洗或化學清洗。

 

  4)做好技術儲藏,照實記載運轉數據,發現問題,剖析問題,不時總結,調整運轉至最優化。

 

  5、結論

 

  參照設計文件,針對反滲透膜可能被污染的途徑及采取的措施,車間全體員工和技術人員經過生產理論,對工藝參數實施改良和優化,細化生產管理措施,使設備運轉周期由工藝包廠家在操作手冊中規則的23個月延長到36個月設備反清洗一次,反滲透膜被污染的幾率大幅降低,提升了工業用水反復應用率,降低工業廢水排放量,提升設備經濟效益、社會效益和環境效益。.


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