中空纤维超滤膜系统化学清洗比较研究

时间:2017-10-20 10:00:00 来源:本网 添加人:admin

  中空纤维超滤膜系统化学清洗比较研究汪开明张元2,冯海波徐凯杰1(1.杭州水处理技术研究开发中心有限公司,浙江杭州310012;2.浙江玉泉环境工程有限公司,浙江湖州313000)碱洗法与酸洗法2种方案相结合的方式清洗滤膜。通过对系统进行碱性单独清洗与酸性和碱性清洗结合的方案比较发现,碱性清洗与酸性清洗结合的方案清洗效果要大大优于碱性清洗单独进行得方案。经碱性与酸性方案结合清洗后,超滤系统压差降至40kPa,进水压力降至90kPa.―),男,高级工程师,从事污水处理及再生利用技术;联系电话:18057199058;E-mail:wangkmchinawatertech.com对于印染废水回用水处理系统中使用超滤装置,主要是为了去除水中的胶体、细菌、悬浮物等杂质,将超滤产水SDI值稳定控制在3以下,以保证后续水处理系统的稳定运行。然而随着超滤系统的长期运行,水体中被截留的大分子物质、胶体、悬浮物等会形成膜污染。虽然通过水力清洗可以去除部分污染物质,但是由于水质条件不同,污染物质之间以及污染物质与超滤膜之间的相互作用情况较为复杂,较顽固的膜污染无法通过水力清洗去除时,则必须对超滤系统进行化学清洗。

  1某印染厂超滤系统简介某印染厂废水回用水处理系统设计了单套超滤装置,选用国内某厂家生产的中空纤维膜,运行方式采用错流过滤,原水以较低的错流流速进入膜壳内,浓水回流50°%由组件浓水管回流至超滤前处理池,产水在膜管过滤液侧留出,产水量为70t/h,超滤系统回收率大于90%.超滤系统经过长时间的运行,自2012年11月3日开始系统压差开始增大,11月17日超滤系统进口压力为180kPa,系统压差为120kPa,由于系统采用的是恒流量运行,故产水量并未受到影响。超滤系统压差大、变化时间短且个别组件出现断丝现象,从运行数据及现场情况看可能是有机与无机污染共同作用的结果。另外,化学加强反洗中的加药系统运行不正常及间断运行对超滤不利也会大大增加系统受有机物污染的概率。现场超滤系统运行的压差已超出了设备正常运行参数范围,故必须对系统进行化学清洗,以保证其长期稳定运行。化学清洗系统如所示。

  ~H ~保安过滤器IH超滤堆I洗废液放洗液循环田I化学清洗系统2超滤膜化学清洗通过定时取样分析供水水质和超滤产水水质发现,运行参数变化且超滤产水水质不达标,须立即采取措施准备进行超滤膜化学清洗再生。拟采用单独碱洗及碱洗与酸洗联用的模式对系统进行清洗维护。

  碱性清洗:常用的碱性清洗药剂有氢氧化钠、次氯酸钠和碳酸钠等,配制碱洗液的pH也因膜材质的不同而不同,本系统采用聚偏氟乙烯超滤膜,根据其药物耐受性,将其碱性清洗液pH控制在1112,采用清洗泵循环与浸泡的方式进行清洗,根据膜污染的实际情况来确定循环与浸泡时间,碱性清洗对于去除膜表面的有机污染与油脂效果显著。

  酸性清洗:常用的酸洗药剂主要有盐酸、硝酸柠檬酸、草酸等。配制酸洗液的pH也因膜材质的不同而不同。本系统采用聚偏氟乙烯超滤膜,根据其药物耐受性,将其酸性清洗液pH控制在23,采用清洗泵循环与浸泡的方式进行清洗,根据膜污染的实际情况来确定循环与浸泡时间,酸性清洗对于去除膜表面无机结垢污染效果较好。

  2.1超滤清洗方案-碱性清洗采用所配备的专用清洗系统对设备进行化学清洗,采用手动运行方式:用NaClO(5001000mg/L)+NaOH调配溶液的pH=1112,采用循环与浸泡联用的方式进行清洗,具体步序如下:准备工作:关闭系统所有阀门;在清洗罐中配制(5001000mg/L)+NaOH混合药液,pH=1112,并充分搅拌使其混合均匀。

  清洗(1)超滤装置进行化学清洗前先进行充分的气水双洗、反洗。基本排干膜内水。在排干膜内水后,立即打入药液,防止膜脱水造成不可恢复的损坏;(2)启动清洗系统,控制每个膜组件1m3/h的流量让清洗溶液进入膜组件,并返回清洗溶液箱中。

  循环清洗时间为60min;然后测试pH,若与药箱中初始pH不符,排净,重新配制清洗液,再次清洗;(3)关闭清洗系统,静置浸泡30min;(4)浸泡完成后,再次以相同流量情况下循环60min后排空。

  冲洗超滤装置:打开超滤正冲系统,开启超滤进水泵,冲洗并排污,测试超滤产水水质,直至产水pH小于8,产水进入产水箱。

  2.2超滤清洗方案-酸性清洗清洗药剂采用HCl溶液,调整pH为23,适用于无机物在膜表面上的结垢污堵。

  准备工作:关闭系统所有阀门;在清洗溶液箱中配制好柠檬酸或HCl溶液(pH=23),并充分搅拌使其混合均匀。

  清洗(1)超滤装置进行化学清洗前先进行充分的气水双洗、反洗。基本排干膜内水。在排干膜内水后,立即打入药液,防止膜脱水造成不可恢复的损坏;(2)启动清洗系统,控制每个膜组件1m3/h的流量让清洗溶液进入膜组件,并返回清洗溶液箱中。循环清洗时间为60min;然后测试pH,若与药箱中初始pH不符,排净,重新配制清洗液,再次清洗;(3)关闭清洗泵,静置浸泡30mm;膜污染严重可延长浸泡时间;(4)浸泡完成后,再次以相同流量情况下循环60mrn,排放清洗液至清洗溶液箱;(5)将清洗溶液箱和清洗过滤器放空,并用清水冲洗干净。

  冲洗超滤装置:打开超滤装置的进水阀,浓水排放阀和产水排放阀,开启超滤进水泵,冲洗系统,并排污,直至产水pH大于6,产水进入产水箱;返回生产运行状态。

  3超滤膜化学清洗效果对比2种方案清洗结果对比见表1.表1不同清洗方案超滤系统运行参数对比Tab.1OperationalparametersofUFsystem清洗方式进水压力/系统压差/产水流量/清洗维护前碱性清洗后酸碱联合清洗后由表1可知,单独使用碱性清洗能够部分去除超滤膜的污染物质,降低进水压力及跨膜压差,但效果并不显著。采用酸碱联合清洗效果改善明显,各项运行指标基本达到设计值,且超滤产水水质也完全能够满足后续水处理工艺需求。这说明在该印染项目中超滤系统不仅存在有机污染,而且无机污染也比较严重。

  4结论从清洗效果来看,单独的碱性清洗方式并不能完全去除系统中的污染物质,酸碱联用的清洗方式效果显著,说明超滤膜同时受到了无机污染与有机污染;不断改进清洗方案,根据超滤系统膜被污染的情况,制定定期清洗计划,不断优化清洗时间与药剂用量,以期在最经济的条件下完成系统稳定运行的维护工作;确保超滤进水水质符合其进水要求,确保超滤系统的化学加强反洗系统能够稳定运行,降低超滤膜产生不可逆污染的风险(即通过化学清洗也不能去除的膜污染);虽然部分污染物能被水力冲洗清洗去除,但仍然有部分较难去除的污染物沉积在膜表面附近,随着超滤系统运行时间的延长超滤膜的跨膜压差会逐渐增大,影响超滤膜性能且长时间不处理容易造成超滤膜的不可逆污染,故必须根据超滤膜的实际运行情况,科学制定超滤系统的化学清洗方案,保证系统的长期稳定运行。

  (下转第127页)维持在65%以上,整个系统COD的处理效率96%以上,出水指标均达到广东省水污染物排放限值第二时段二级排放标准。

  6结论+好氧工艺处理啤酒生产废水,出水质好,运行管理方便。并且可以产生清洁的二次能源一沼气,供发电或锅炉产蒸汽使用。

  在实际运行管理中,主要应控制好IC的容积负荷、进水pH,防止超标的有毒物质进入池内。

  将1C出水部分回流,可极大地保证配水均匀性,缓冲进水pH、COD变化的不利影响,保证系统运行的稳定性。

  水pH不宜低于6.5.在啤酒生产淡季污水量较少、负荷较低时,可将常规的连续进水连续曝气的运行方式调整为间歇进水间歇曝气的运行方式,并根据水质水量调整具体的运行工况,系统具有同样的去除效果,却能产生十分明显的节能效果。

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