水處理中膜運(yùn)營三大問題解析及處理方案你了解一下

【資料簡介】

　　水處理中膜運(yùn)營三大問題解析及處理方案你了解一下
 

　　1、膜分離法
 

　　對于酸性廢液，還可以使用滲析、電滲析等膜處理法。膜法回收廢酸主要采用的是滲析原理，是以濃度差做推動力的，整個(gè)裝置由擴(kuò)散滲析膜、配液板、加強(qiáng)板、液流板框等組合而成，通過分離廢液中的物質(zhì)以達(dá)到分離效果。膜是有選擇透過性的，它不會讓每種離子以均等的機(jī)會通過。首先陰離子膜骨架本身帶正電荷，在溶液中具有吸引帶負(fù)電水化離子而排斥帶正電荷水化離子的特性，故在濃度差的作用下，廢酸側(cè)的陰離子被吸引而順利地透過膜孔道進(jìn)入水的一側(cè)。同時(shí)根據(jù)電中性要求，也會夾帶帶正電荷的離子，由于H+的水化半徑比較小，電荷較少；而金屬鹽的水化離子半徑較大，又是高價(jià)的，因此H+會優(yōu)先通過膜，這樣廢液中的酸就會被分離出來。滲析法的不足之處是其處理量不大，導(dǎo)致擴(kuò)散滲析法設(shè)備龐大；回收酸的濃度受平衡濃度的限制。即回收酸的濃度不能高于原料廢酸的濃度；回收酸后的殘液仍不能直接排放。膜回收法還有電膜回收法(ED)，由于產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝的原因，排放的工業(yè)廢酸中常含有各種金屬離子，ED法可以實(shí)現(xiàn)金屬離子和廢酸的回收。對于含銅、鐵、鎳離子的硫酸廢水，即使硫酸質(zhì)量濃度高達(dá)200g/L，金屬離子質(zhì)量濃度高達(dá)59%，ED法回收硫酸也能取得很好的效果。膜生物反應(yīng)器法：化工廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸、堿廢水中，難降解物質(zhì)的COD、BOD、SS都很高。在采用浸入式屏幕狀結(jié)構(gòu)的中空纖維膜組件的MBR處理酸、堿廢水中工藝中，MBR由6組SM-L型膜組件組成，處理水量為220m3/d，實(shí)際運(yùn)行中膜通量為0.20m3/(m2˙d)。出水中的SS幾乎為零，COD的去除率大于95%。
 

　　2、化學(xué)中和法
 

　　H+(aq)+OH-(aq)H2O這種基本，重要的酸堿反應(yīng)式也是處理含酸廢水的重要依據(jù)。人處理含酸廢水的常用方法有：中和回收利用，酸堿廢水互相中和，投藥中和和過濾中和等。付智娟在鹽酸酸洗廢液中和氧化置換工藝研究中的中和法是以鹽酸酸洗廢液的無害化和資源化為出發(fā)點(diǎn)，通過中和氧化置換過程的理論分析、工藝流程的研究，得出佳工藝參數(shù)。我國一些鋼鐵企業(yè)在早期時(shí)，多數(shù)是采用酸堿中和的方法對鹽酸、硫酸酸洗廢液的處理，使pH值達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。多采用碳酸鈉、氫氧化鈉、石灰石或石灰作為原料進(jìn)行酸堿中和，普遍采用的是價(jià)格低廉，容易制得的石灰。
 

　　3、萃取法
 

　　液液萃取又稱溶劑萃取，是利用原料液中組分在適當(dāng)溶劑中溶解度的差異而實(shí)現(xiàn)分離的單元操作。在含酸廢水處理中即是讓含酸廢水和有機(jī)溶劑充分接觸，從而使廢酸中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移至溶劑中。對于萃取劑的要求是：(1)對于廢酸是惰性的，不與廢酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不溶于廢酸；(2)廢酸中的雜質(zhì)在萃取劑和硫酸中有很高的分配系數(shù)；(3)價(jià)格便宜，容易得到；(4)容易和雜質(zhì)分離，反萃時(shí)損失小。常見的萃取劑有苯類(甲苯、硝基苯、氯苯)，酚類(雜酚油粗二)，鹵化烴類(三氯乙烷、二氯乙烷)，異丙醚和N-503等。我國的粗苯精制工藝大多都采用硫酸洗滌法，該工藝年產(chǎn)生廢酸約5萬噸。李梅香的粗苯精制廢酸的再生研究中通過實(shí)驗(yàn)證明用粗酚作萃取劑，萃取效果好，在佳萃取條件下，萃取后再生酸的顏色為透明淺黃色，廢酸的CODcr:由13.56*104mg/L降至9.61*104mg/L，CODcr的去除率約30%左右。例如，宋中余在萃取法處理含硝基苯廢酸的研究中，通過對萃取劑用量和萃取溫度兩方面對萃取效果影響的討論，得出了佳萃取回收條件。再例如，李潛等以40%三異辛胺、25%
 

　　膜系統(tǒng)處理能力下降
 

　　膜系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，有時(shí)處理能力明顯下降，達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要與膜系統(tǒng)工作環(huán)境、選型設(shè)計(jì)、安裝施工、運(yùn)行管理和膜產(chǎn)品性能等有關(guān)。此外，與膜系統(tǒng)(MBR、UF或R0)本身也有一定關(guān)系。
 

　　主要因素：
 

　　膜產(chǎn)品性能。對于UF系統(tǒng)，膜本身的抗污染性和親水性對通量影響較大，通量值低運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，MBR、UF的處理能力降低。對此可選用抗污染性強(qiáng)、清洗恢復(fù)性好的內(nèi)襯增強(qiáng)型PVDF膜，結(jié)合氣洗不斷絲，清洗效果非常好。而對于MBR系統(tǒng)，要選用具有yongjiu親水性，并且不斷絲的帶內(nèi)襯MBR膜，以保證產(chǎn)水水量跟水質(zhì)。
 

　　其他重要影響因素：
 

　　1、工作環(huán)境
 

　　進(jìn)水水溫低于設(shè)計(jì)溫度(常見于季節(jié)性變化)，會導(dǎo)致膜出水性能下降;水質(zhì)中污染物種類、濃度和水體黏度的變化，也會導(dǎo)致膜的透水性能低于預(yù)期值。解決這些問題，需要在膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，考慮全年zuidi水溫和水質(zhì)的波動幅度，在選膜面積時(shí)留出一定的安全余量。
 

　　2、選型設(shè)計(jì)
 

　　由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，過多考慮成本導(dǎo)致選用的膜面積安全余量不足，對膜的產(chǎn)水通量估計(jì)過高等，都會使膜達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。無論是MBR膜、UF膜還是R0膜，都必須保證足夠的膜面積。
 

　　壓力不足、流體分布不均，導(dǎo)致水流或氣流偏流，也會影響整體膜性能，對于UF系統(tǒng)和Ro系統(tǒng)更是如此。對于RO系統(tǒng)，膜面流速過低，會導(dǎo)致污染物沉積，引起堵塞。解決的方法是改善泵、水路和氣路設(shè)計(jì)，使多組膜能均擔(dān)處理負(fù)荷，避免部分膜超負(fù)荷產(chǎn)水，而部分膜未發(fā)揮作用。若清洗維護(hù)功能設(shè)計(jì)不足，尤其是無產(chǎn)水自沖洗功能，可通過改善氣洗、水洗和藥洗設(shè)計(jì)，設(shè)置合適的沖洗頻率和水量等參數(shù)加以解決。進(jìn)膜前無前置過濾保護(hù)設(shè)施，會導(dǎo)致膜系統(tǒng)堵塞。解決方法為：對于MBR系統(tǒng)，增設(shè)13 mm超細(xì)格柵;對于UF系統(tǒng)，增設(shè)100um級粗濾器;對于R0系統(tǒng)，增設(shè)5um級精密濾器。
 

　　UF及RO系統(tǒng)中，還會產(chǎn)生微生物黏泥堵塞，影響膜正常產(chǎn)水。解決方法為：增設(shè)紫外線滅菌器或投加殺菌劑;對于RO膜系統(tǒng)，選用無磷阻垢劑，減緩微生物滋生;定期對系統(tǒng)進(jìn)行清洗維護(hù)。
 

　　前處理能力設(shè)計(jì)過低或效果變差，導(dǎo)致進(jìn)膜水質(zhì)惡化，對膜系統(tǒng)尤其是RO系統(tǒng)影響很大。解決方法為：改善前處理，保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì);對于UF系統(tǒng)，改善其前置過濾器效果;對于RO系統(tǒng)，保證進(jìn)水污染指數(shù)(SDI)合格。
 

　　3、安裝施工
 

　　膜系統(tǒng)制造安裝過程中，未及時(shí)清理雜物會導(dǎo)致雜質(zhì)殘留過多，從而影響膜的產(chǎn)水性能。尤其是焊渣，尖銳或絲狀物等，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致膜絲、膜片破損。對于MBR膜，需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)水;對于UF及RO系統(tǒng)，先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈，運(yùn)轉(zhuǎn)前置過濾器，然后再進(jìn)水。
 

　　4、運(yùn)行管理
 

　　正確加入藥劑，尤其是阻垢劑，對RO系統(tǒng)非常重要。此外，還要根據(jù)工況及時(shí)沖洗或采取藥洗，恢復(fù)膜性能。
 

　　設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致回收率過高，或人為操作超過設(shè)計(jì)回收率，也會導(dǎo)致膜處理能力的下降。對UF系統(tǒng)可采用錯(cuò)流過濾而非死端過濾;對RO膜要加大濃水排放，降低回收率，減少膜串聯(lián)的數(shù)量或加大回流量。
 

　　膜使用壽命縮短或需頻繁清洗
 

　　膜使用壽命周期短體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是膜本身yonmgjiu性受損，不能再產(chǎn)出足量、足質(zhì)的水，需能解決；二是膜受嚴(yán)重污染后暫時(shí)性受損，需要頻繁清洗才能恢復(fù)產(chǎn)水能力，實(shí)際使用時(shí)間和清洗周期較短，難以適應(yīng)生產(chǎn)要求。該問題可從工藝設(shè)計(jì)上加以解決，如提高膜本身的質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境、制造施工和運(yùn)行管理等。
 

　　1、設(shè)計(jì)
 

　　保護(hù)性設(shè)計(jì)不足，會導(dǎo)致膜產(chǎn)生不可恢復(fù)性受損。根據(jù)受損的種類不同，其解決方法也各異。列如：為避免膜絲、膜片被劃傷，可選用內(nèi)襯增強(qiáng)型PVDF膜，并且加裝前置過濾器;為防止RO膜被氧化性物質(zhì)氧化，加裝ORP儀表和還原劑自動投加裝置;為防止超壓性物理損傷，可加裝壓力保護(hù)設(shè)施;為防止膜絲、膜片受水錘沖擊破裂，需設(shè)計(jì)減緩水錘細(xì)節(jié)。
 

　　設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺或過于節(jié)省材料成本，會造成實(shí)際選用膜面積嚴(yán)重不足;單位面積超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、污染嚴(yán)重，也需頻繁清洗。為此，膜面積需要根據(jù)穩(wěn)定膜通量選型設(shè)計(jì)，對無經(jīng)驗(yàn)水質(zhì)，需通過中試驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
 

　　對于R0系統(tǒng)，膜串聯(lián)數(shù)量過多，亦會導(dǎo)致后段膜污染嚴(yán)重且難以清洗恢復(fù)。解決方法是合理設(shè)計(jì)RO 膜的串聯(lián)數(shù)量，當(dāng)采用兩段式RO設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)分段清洗。
 

　　此外，前處理能力偏小，導(dǎo)致膜進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)，強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn)，亦會縮短膜的使用壽命。對此，需改善前處理工藝，保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)符合要求。
 

　　2、膜產(chǎn)品
 

　　UF/MBR膜如果采用常規(guī)均質(zhì)膜絲，易斷絲，抗污染性和抗老化性差，反洗及拉伸強(qiáng)度低。選用長壽命、高抗拉強(qiáng)度的內(nèi)襯增強(qiáng)型PVDF膜。
 

　　RO膜流通通道小、膜片抗污染性差，應(yīng)盡量選用寬流道RO膜，根據(jù)水質(zhì)有針對性地選取抗污染膜。
 

　　3、制造、施工
 

　　制造安裝過程中，膜系統(tǒng)混入雜物尤其是尖利異物，會劃傷膜絲、膜片。解決方法為：對于帶內(nèi)襯MBR膜，需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)水;對于UF及RO系統(tǒng)，必須先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈后，運(yùn)轉(zhuǎn)前置過濾器，然后再進(jìn)水。
 

　　4、運(yùn)行管理
 

　　未正確或及時(shí)加藥，尤其是RO系統(tǒng)的阻垢劑投加不及時(shí)，會導(dǎo)致膜嚴(yán)重堵塞。在設(shè)計(jì)正確的前提下，按操作規(guī)程正確運(yùn)營維護(hù)。
 

　　膜系統(tǒng)在高壓差下運(yùn)轉(zhuǎn)，會導(dǎo)致超微濾膜絲斷裂和RO膜片受損。為此，需巡檢跨膜壓差和膜組壓降，根據(jù)工況及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)性清洗，嚴(yán)防超壓差運(yùn)轉(zhuǎn)。
 

　　化學(xué)清洗時(shí)，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化性藥劑會使膜產(chǎn)生不可恢復(fù)性的化學(xué)損傷。因此，操作者需熟練掌握化學(xué)清洗工藝，避免強(qiáng)酸和強(qiáng)堿環(huán)境;而RO膜則嚴(yán)禁采用強(qiáng)氧化性藥劑清洗。
 

　　5、環(huán)境
 

　　水溫高于45℃，會使膜的使用壽命縮短。一般需將水溫控制在40℃以下，必要時(shí)采取降溫措施。
 

　　對于RO系統(tǒng)，廢水中含有強(qiáng)氧化性物質(zhì)或易沉淀物質(zhì)，會導(dǎo)致膜使用周期縮短。設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，從其安全性角度考慮，增加預(yù)處理安全余量，加裝保護(hù)性停機(jī)設(shè)計(jì)，可避免引發(fā)這類問題。
 

　　3膜系統(tǒng)運(yùn)行成本高
 

　　MBR、UF統(tǒng)的運(yùn)行成本并非很高；RO系統(tǒng)因?yàn)橛懈邏罕?，且需投加專用阻垢劑，運(yùn)行成本較高。從優(yōu)化設(shè)計(jì)角度入手，可從以下幾方面降低RO系統(tǒng)的運(yùn)行成本：”
 

　　1、選擇超低壓反滲透膜
 

　　常規(guī)反參透膜運(yùn)行壓力為1.3～1.5 MPa，超低壓反滲透膜運(yùn)行壓力為0.8MPa左右甚至更低(與水溫密切相關(guān))，可節(jié)約30%以上電耗。對于大型RO系統(tǒng)，基本可抵消膜70%以上的年折舊費(fèi)用，節(jié)約更為顯著。
 

　　2、高壓泵配變頻器
 

　　高壓泵配變頻器除了可以減緩水泵啟動時(shí)的水錘沖擊，還可通過設(shè)定合理的運(yùn)行壓力，降低閥門節(jié)流耗能，全年至少可季度性節(jié)能15%以上。
 

　　3、合理計(jì)算阻垢劑投加量通過分析水質(zhì)數(shù)據(jù)，優(yōu)化藥劑投加量，通常可節(jié)約20%甚至更高的藥劑費(fèi)用。
 

　　4、適當(dāng)增加膜的數(shù)量，降低運(yùn)行壓力
 

　　通過適當(dāng)增大膜面積，可在一定程度上降低膜的運(yùn)行壓力，降低電耗。
 

　　5、MBR或UF產(chǎn)水與RO產(chǎn)水混用
 

　　RO產(chǎn)水水質(zhì)較優(yōu)，通常可以與一定比例的帶內(nèi)襯MBR膜或UF膜的產(chǎn)水混合，提高系統(tǒng)回收率，降低RO系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)模，從而節(jié)約運(yùn)行成本。