最新的超濾技術在處理黃河水上的應用
近些年隨著我國工業(yè)化和城市化的進程,大量的工業(yè)和生活污染物排放到環(huán)境中,給水體帶來越來越嚴重的污染。惡化的水質危及工業(yè)生產(chǎn)和人們的健康,增加了整個社會獲取水資源的成本。黃河就是其中一個實例。
在黃河下游地區(qū),建有許多套反滲透脫鹽系統(tǒng)。這些系統(tǒng)以黃河水為原水,基本上采用“多介質過濾+活性炭”作為反滲透預處理工藝。但是最近調查發(fā)現(xiàn),在很多系統(tǒng)中,該常規(guī)預處理工藝的處理效果往往達不到設計要求,出水SDI值偏高。結果帶來保安過濾器濾芯更換頻繁,反滲透膜清洗周期縮短等諸多問題,大大縮短了反滲透膜的壽命,增加了系統(tǒng)的運行維護成本。
濟南金雞嶺熱源廠現(xiàn)有的310m3/h鍋爐補給水系統(tǒng)于2002年8月將水源由地下水更換為黃河水后,也出現(xiàn)了類似的問題。反滲透膜的清洗周期由5個月縮短到1個月,同時出現(xiàn)了產(chǎn)水量下降的困擾。為了解決上述問題,金雞嶺熱源廠借鑒廢水回用和循環(huán)水零排放設計中采用的超濾技術,考慮以超濾做為反滲透的預處理來替代常規(guī)的“多介質過濾+活性炭”工藝。慎重起見,以黃河水為原水進行了為期兩周的中試,以驗證超濾工藝的可靠性并據(jù)此提出工程設計參數(shù)。
2. 超濾膜分離技術
膜分離技術是一大類技術的總稱。和水處理有關的主要包括微濾、超濾、鈉濾和反滲透等幾類。這些膜分離產(chǎn)品均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力,以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質。其過濾的精度和濾膜本身的孔徑大小有關。通常習慣把孔徑較大的稱為微濾(Microfiltration),而較小的稱為超濾( Ultrafiltration),而“孔徑”更小則是鈉濾和反滲透。
反滲透主要用來去除水中溶解的無機鹽;而超濾則可以去除病毒、大分子物質、膠體等;微濾一般能夠去除水中的細菌、灰塵,具有很好的除濁效果。這些都是傳統(tǒng)的過濾(如砂濾、多介質過濾等)無法實現(xiàn)的。
超濾膜分離產(chǎn)品從形式上分為中空纖維、管式、卷式、平板式等;從材質上分PP、PE、PS、PVDF、PAN等多種。這些膜產(chǎn)品能夠具備優(yōu)異的分離能力,是和它的結構及材料密不可分的。
超濾膜屬于非對稱的結構,即包括致密的皮層(真正起分離作用)和多孔的支撐層。這種結構既保證了良好的分離效果,又提高了膜通量,降低運行能耗,并抗污堵。這些因素使得膜產(chǎn)品最終能夠實現(xiàn)大工業(yè)化的應用。目前在青島、山西等地多個熱電廠的鍋爐給水系統(tǒng)中已經(jīng)成功采用超濾做為反滲透的預處理。
膜分離產(chǎn)品最近受到了市場的高度關注,這是因為它具有如下的優(yōu)點:
對雜質的去除效率高,產(chǎn)水水質大大好于傳統(tǒng)方法;
大大減少化學藥劑的使用,避免二次污染;
系統(tǒng)易于自動化,可靠性高。運行簡易,設施只有開啟,關閉兩檔;
占地面積小;
與常規(guī)水處理系統(tǒng)費用相當。
超濾的產(chǎn)水水質是超濾性能的一個重要方面,另一個重要方面則是超濾的抗污堵性能。這是超濾大規(guī)模應用更令人關注的特性。
4. 結論
1. 超濾作為反滲透的預處理,以濟南地區(qū)黃河水作為原水,在技術上是可行的;
2. “多介質過濾器+活性炭過濾器”的常規(guī)預處理工藝,處理黃河水,其產(chǎn)水的SDI15難以控制在4以下,有時甚至超過5、6,不利于對反滲透膜的保護;
3. 試驗期間超濾產(chǎn)水的SDI15在0.5以下,遠遠優(yōu)于常規(guī)工藝。
4. 試驗期間超濾膜基本沒有出現(xiàn)通量不可恢復性下降的情況,表現(xiàn)了較好的抗污堵性能。但長期工作的穩(wěn)定性還有待進一步考察。
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