超濾＋反滲透化工污水深度處理回用系統(tǒng)介紹

超濾＋反滲透化工污水深度處理回用系統(tǒng)處理效率高、出水水質(zhì)好、污泥少，水力停留時間短、占地面積小，易清洗、易更換、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行成本低，耐沖擊能力強(qiáng)、COD和色度去除效率高?；U水治理回用工程,處理后出水全部回用于循環(huán)水補(bǔ)充水或鍋爐補(bǔ)給水。 

用超濾＋反滲透化工污水深度處理回用系統(tǒng)對化工污水經(jīng)生化處理后排水進(jìn)行污水深度處理現(xiàn)場試驗(yàn)，近五個月的現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明：采用超濾+反滲透的污水回用處理工藝，進(jìn)水濁度變化范圍0.5 NTU～7.0 NTU，產(chǎn)水濁度始終能小于0.2 NTU，進(jìn)水電導(dǎo)變化范圍2500 µS/cm～3 000 µS/cm，產(chǎn)水電導(dǎo)小于100 µS/cm，出水水質(zhì)達(dá)到回用要求，工藝可行。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，選擇了合適的運(yùn)行參數(shù)、化學(xué)清洗條件，實(shí)現(xiàn)了膜裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

以微濾+反滲透為主體的污水深度處理項(xiàng)目，微濾設(shè)計(jì)水量為420 m3/h，反滲透產(chǎn)水量為160 m3/h。污水深度處理裝置經(jīng)過近2 a的運(yùn)行調(diào)試，雖然實(shí)現(xiàn)了雜用水的連續(xù)供應(yīng)，但由于微濾出水SDI不穩(wěn)定(3.5～6.0)，且反滲透預(yù)處理系統(tǒng)能力不足，造成反滲透裝置運(yùn)行期間跨膜壓差高、產(chǎn)水量下降過快、化學(xué)清洗頻繁，無法實(shí)現(xiàn)反滲透裝置的長周期連續(xù)運(yùn)行。主要確定UF+RO膜法工藝設(shè)備運(yùn)行方式、運(yùn)行參數(shù)，為工業(yè)化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供依據(jù);研究UF+RO膜法工藝的化學(xué)清洗周期及化學(xué)清洗方法。

工藝流程及試驗(yàn)方法

采用的工藝由超濾(UF)和反滲透(RO)單元組成，終沉池的出水經(jīng)泵提升進(jìn)入氣浮池，進(jìn)一步去除水中的懸浮物、膠體等污染物，氣浮處理后的出水進(jìn)入纖維過濾器進(jìn)行過濾，出水加入ClO2溶液殺菌消毒，進(jìn)入水箱。為了進(jìn)一步提高水質(zhì)，將水箱中的水經(jīng)過超濾+反滲透膜進(jìn)一步深度處理，去除水中的懸浮物、細(xì)菌、藻類、膠體物及無機(jī)鹽類等污染物。超濾膜為外壓死端過濾，過濾周期30 min;設(shè)計(jì)膜通量50 L/(m2˙h);水回收率≥90%。反滲透膜設(shè)計(jì)膜通量20 L/(m2˙h)，水回收率70%。進(jìn)水調(diào)節(jié)pH值為6.5±0.2，進(jìn)水加阻垢劑3.5 mg/L，進(jìn)水加還原劑(根據(jù)進(jìn)水ORP或余氯調(diào)節(jié)加藥量)。

超濾產(chǎn)水水質(zhì)

超濾對濁度的去除效果很穩(wěn)定，進(jìn)水濁度變化范圍0.5 NTU～7.0 NTU，產(chǎn)水濁度始終能小于0.2 NTU，濁度去除率為70%以上。超濾膜對COD的處理效果有限，處理效率在5%～10%。超濾產(chǎn)水SDI值隨出水水質(zhì)變化并不明顯，90%的情況下其值小于3.0，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)，效果較好。

正常情況下SDI值小于3.0，膜片表面干凈?，F(xiàn)場試驗(yàn)期間有短時間超濾產(chǎn)水SDI值大于3.0，膜片表面呈深褐色，且超濾膜運(yùn)行壓力上升較快。由燒灼試驗(yàn)、電鏡掃描和能譜結(jié)果分析超濾反洗脫落物主要為有機(jī)物;對SDI膜面截留物及燒灼試驗(yàn)殘?jiān)M(jìn)行電鏡掃描和能譜分析，主要為Mn、Co、Al等金屬污染物?？梢姵瑸V膜的有機(jī)污染和金屬無機(jī)污染風(fēng)險并存。對超濾進(jìn)出水采用凝膠色譜分析，進(jìn)出水中有機(jī)物均為低分子量有機(jī)物，沒有顯著差異，分子量分布小于 1 500。

反滲透產(chǎn)水水質(zhì)

反滲透脫鹽效果很穩(wěn)定，進(jìn)水電導(dǎo)變化范圍2 500 µS/cm～3 000 µS/cm，產(chǎn)水電導(dǎo)小于100 µS/cm，系統(tǒng)脫鹽率維持在97%，經(jīng)過化學(xué)清洗后其性能沒有下降反滲透進(jìn)水pH前期控制在6.5±0.2，后期控制(不調(diào)酸)在7.0±0.2，產(chǎn)水pH在5.0~5.5;試驗(yàn)期間主要采用進(jìn)水ORP 檢測和余氯分析相結(jié)合，通過調(diào)節(jié)還原劑加藥量，對反滲透進(jìn)水余氯控制?？刂七M(jìn)水ORP小于100 mv，反滲透進(jìn)水余氯可以小于0.1 mg/L，甚至檢不出。

反滲透進(jìn)出水pH值與ORP值

對深度處理工藝更換下來的反滲透膜元件進(jìn)行污染物分析，由燒灼試驗(yàn)結(jié)果分析可知反滲透膜面截留物主要為有機(jī)物;用電鏡掃描和能譜分析反滲透膜面截留物燒灼殘?jiān)?，主要為Ca、Si、O、Al、Mn等無機(jī)污染物，與超濾膜污染物分析結(jié)果有所不同，反滲透膜結(jié)垢風(fēng)險加大。

化學(xué)清洗試驗(yàn)

針對現(xiàn)場水質(zhì)及膜系統(tǒng)運(yùn)行情況，通過多次對超濾及反滲透進(jìn)行化學(xué)清洗試驗(yàn)，得到適合現(xiàn)場使用的化學(xué)清洗方法。

超濾反洗方式為氣擦洗30 s;反洗上排25 s，反洗下排25 s，正沖35 s。超濾輔助運(yùn)行條件(化學(xué)分散清洗)：當(dāng)壓差上升到0.08 MPa，先運(yùn)行堿洗步驟：0.1%NaOH+0.2%NaClO3溶液，循環(huán)10 min～20 min;正沖5 min～10 min;再運(yùn)行酸洗步驟：1%草酸溶液或0.4%鹽酸溶液，循環(huán)10 min;正沖5 min。超濾膜和反滲透膜經(jīng)過化學(xué)清洗后，壓力恢復(fù)良好，系統(tǒng)運(yùn)行正常。反滲透每4 h～6 h沖洗一次，沖洗時間2 min，進(jìn)水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為6.5～7.0，納爾科PC191阻垢劑投加濃度3.5 mg/L，進(jìn)水余氯控制小于0.1 mg/L。

現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明：企業(yè)現(xiàn)有預(yù)處理單元(氣浮+纖維過濾)的處理能力基本穩(wěn)定，后續(xù)采用“超濾+反滲透”污水回用工藝路線，技術(shù)上可行;

選擇了合適的運(yùn)行參數(shù)、化學(xué)清洗條件，實(shí)現(xiàn)了“超濾+反滲透”裝置穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)場試驗(yàn)獲得的各種數(shù)據(jù)，可以為化工廢水達(dá)標(biāo)外排污水回用一期項(xiàng)目完善工程設(shè)計(jì)提供依據(jù);