水處理中膜運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，整個裝置由擴散滲析膜、配液板、加強板、液流板框等組合而成，通過分離廢液中的物質(zhì)以達到分離效果。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入水的一側(cè)。同時根據(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，導致擴散滲析法設(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200g/L，金屬離子質(zhì)量濃度高達59%，ED法回收硫酸也能取得很好的效果。膜生物反應器法：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，實際運行中膜通量為0.20m3/(m2˙d)。出水中的SS幾乎為零，COD的去除率大于95%。
 

　　2、化學中和法
 

　　H+(aq)+OH-(aq)H2O這種基本，重要的酸堿反應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，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，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值達到排放標準。多采用碳酸鈉、氫氧化鈉、石灰石或石灰作為原料進行酸堿中和，普遍采用的是價格低廉，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溶劑中溶解度的差異而實現(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)生化學反應，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)價格便宜，容易得到；(4)容易和雜質(zhì)分離，反萃時損失小。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驗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)運轉(zhuǎn)一段時間后，有時處理能力明顯下降，達不到設(shè)計產(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、安裝施工、運行管理和膜產(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，通量值低運轉(zhuǎn)一段時間后，MBR、UF的處理能力降低。對此可選用抗污染性強、清洗恢復性好的內(nèi)襯增強型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
 

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

　　2、選型設(shè)計
 

　　由于設(shè)計經(jīng)驗不足，過多考慮成本導致選用的膜面積安全余量不足，對膜的產(chǎn)水通量估計過高等，都會使膜達不到設(shè)計產(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，使多組膜能均擔處理負荷，避免部分膜超負荷產(chǎn)水，而部分膜未發(fā)揮作用。若清洗維護功能設(shè)計不足，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，設(shè)置合適的沖洗頻率和水量等參數(shù)加以解決。進膜前無前置過濾保護設(shè)施，會導致膜系統(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)進行清洗維護。
 

　　前處理能力設(shè)計過低或效果變差，導致進膜水質(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，未及時清理雜物會導致雜質(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，嚴重時會導致膜絲、膜片破損。對于MBR膜，需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進水;對于UF及RO系統(tǒng)，先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈，運轉(zhuǎn)前置過濾器，然后再進水。
 

　　4、運行管理
 

　　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)工況及時沖洗或采取藥洗，恢復膜性能。
 

　　設(shè)計經(jīng)驗不足導致回收率過高，或人為操作超過設(shè)計回收率，也會導致膜處理能力的下降。對UF系統(tǒng)可采用錯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；二是膜受嚴重污染后暫時性受損，需要頻繁清洗才能恢復產(chǎn)水能力，實際使用時間和清洗周期較短，難以適應生產(chǎn)要求。該問題可從工藝設(shè)計上加以解決，如提高膜本身的質(zhì)量，同時加強環(huán)境、制造施工和運行管理等。
 

　　1、設(shè)計
 

　　保護性設(shè)計不足，會導致膜產(chǎn)生不可恢復性受損。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，可加裝壓力保護設(shè)施;為防止膜絲、膜片受水錘沖擊破裂，需設(shè)計減緩水錘細節(jié)。
 

　　設(shè)計經(jīng)驗欠缺或過于節(jié)省材料成本，會造成實際選用膜面積嚴重不足;單位面積超負荷運轉(zhuǎn)、污染嚴重，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，對無經(jīng)驗水質(zhì)，需通過中試驗證設(shè)計數(shù)據(jù)。
 

　　對于R0系統(tǒng)，膜串聯(lián)數(shù)量過多，亦會導致后段膜污染嚴重且難以清洗恢復。解決方法是合理設(shè)計RO 膜的串聯(lián)數(shù)量，當采用兩段式RO設(shè)計時，設(shè)計分段清洗。
 

　　此外，前處理能力偏小，導致膜進水水質(zhì)超標，強行運轉(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，反洗及拉伸強度低。選用長壽命、高抗拉強度的內(nèi)襯增強型PVDF膜。
 

　　RO膜流通通道小、膜片抗污染性差，應盡量選用寬流道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，運轉(zhuǎn)前置過濾器，然后再進水。
 

　　4、運行管理
 

　　未正確或及時加藥，尤其是RO系統(tǒng)的阻垢劑投加不及時，會導致膜嚴重堵塞。在設(shè)計正確的前提下，按操作規(guī)程正確運營維護。
 

　　膜系統(tǒng)在高壓差下運轉(zhuǎn)，會導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)工況及時進行恢復性清洗，嚴防超壓差運轉(zhuǎn)。
 

　　化學清洗時，強酸、強堿和強氧化性藥劑會使膜產(chǎn)生不可恢復性的化學損傷。因此，操作者需熟練掌握化學清洗工藝，避免強酸和強堿環(huán)境;而RO膜則嚴禁采用強氧化性藥劑清洗。
 

　　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，必要時采取降溫措施。
 

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

　　3膜系統(tǒng)運行成本高
 

　　MBR、UF統(tǒng)的運行成本并非很高；RO系統(tǒng)因為有高壓泵，且需投加專用阻垢劑，運行成本較高。從優(yōu)化設(shè)計角度入手，可從以下幾方面降低RO系統(tǒng)的運行成本：”
 

　　1、選擇超低壓反滲透膜
 

　　常規(guī)反參透膜運行壓力為1.3～1.5 MPa，超低壓反滲透膜運行壓力為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的水錘沖擊，還可通過設(shè)定合理的運行壓力，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%甚至更高的藥劑費用。
 

　　4、適當增加膜的數(shù)量，降低運行壓力
 

　　通過適當增大膜面積，可在一定程度上降低膜的運行壓力，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?？梢耘c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)的運行規(guī)模，從而節(jié)約運行成本。