關于微濾膜在給水、中水回用領域作為預處理的技術應用
1.前言
微濾膜分離技術始于十九世紀中葉,是以靜壓差為推動力,從液相介質中截留懸浮顆粒、細菌及大分子量膠體等物質,以達到凈化、分離和濃縮等目的。微孔濾膜具有高度均勻的孔徑分布,孔徑一般在0.1~1μm之間,分離效率高;孔隙率高,一般可達到70%以上;過濾時沒有介質脫落,不會造成二次污染。
根據(jù)微濾膜成膜材料可將其分為無機膜和有機高分子膜,無機膜又分為陶瓷膜和金屬膜,有機高分子膜又分為天然高分子膜和合成高分子膜。隨著聚合物材料的開發(fā),成膜機理的研究和制膜技術的進步,目前有機高分子膜占有市場主導地位。為適應不同廢水的市場需求,有機高分子膜根據(jù)不同的形式又分為平板膜、管式膜、卷式膜和中空纖維膜。
2.技術可靠性分析
水中的懸浮物質是顆粒直徑約在10-0.1um之間的微粒。這些微粒主要是由泥沙、粘土、原生動物、藻類、細菌、病毒、以及高分子有機物等組成(河流、湖泊等天然水體及醫(yī)療廢水等病原菌水體內細菌的直徑約0.5μm,長度約0.5~5μm)。微濾膜孔徑一般在0.1~1μm之間,可以直接將廢水中的懸浮物截留?扇苄詿o機鹽及小分子有機物需進一步預處理后再經(jīng)過微濾膜過濾去除。以重金屬廢水為例,首先向廢水中投加堿,調節(jié)pH在合適的范圍內,重金屬離子和水中的OH-反應生成氫氧化物沉淀,在經(jīng)過管式微濾膜將沉淀截留,從而去除廢水中的重金屬離子。
我公司已成功開發(fā)了一套利用管式微濾膜處理重金屬廢水的技術路線,并在江蘇、廣東多個電鍍廢水治理、改擴建工程廣泛應用。處理后水質指標為:SDI2~4、NTU<1、六價鉻<0.1mg/L、總鎳<0.05mg/L、總銅<0.005mg/L,符合反滲透裝置的進水要求,是經(jīng)濟技術可行的重金屬廢水中水回用的預處理技術。
微濾膜在給水、中水回用領域作為預處理得到廣泛應用,微濾膜經(jīng)常被應用到以下領域:(1)給水預處理(水庫、湖泊、江河等地表水中藻類和顆粒性雜質的去除)(2)醫(yī)藥行業(yè)(病原菌去除)(3)中水回用領域(反滲透和納濾工藝的前處理)(4)食品工業(yè)(明膠的澄清、葡萄糖的澄清、果汁的澄清、白酒的澄清、回收啤酒渣、白啤除菌、牛奶脫脂、飲用水的生產等)。
趙軍,汪濤等[1]應用絮凝沉淀與中空纖維膜微濾(CMF)組合工藝處理低放射性的含钚廢水,建立了處理含鈾、钚、镅的混合廢水的工藝流程并進行了驗證實驗。結果表明,采用CMF工藝處理含鈾、钚、镅的混合廢水,單級處理的總α的去除率達到99.87%。葉豐,戴晶針等[2]對經(jīng)絮凝劑預處理后的造紙污水,采用微濾(CMF)作為預處理技術與反滲透(RO)集成工藝進行深度處理,處理后的產水能直接回用到造紙生產工藝。徐競成,許健等[3]采用絮凝結合微濾作為反滲透的預處理工藝,用于印染廢水二級生化出水回用深度處理,出水濁度<0.2NTU,SDI值穩(wěn)定在4左右,達到反滲透膜對進水水質的要求。安興才,王庚平等[4]采用連續(xù)微濾膜(CMF)技術深度處理煉化廢水,與常規(guī)的澄清過濾工藝相比,連續(xù)微濾工藝具有處理效果好、運行穩(wěn)定、對原水水質波動的適應能力強、占地面積小、運行費用低等優(yōu)點,經(jīng)抗污染反滲透膜運行試驗證明,CMF出水完全可以滿足抗污染反滲透膜進水水質要求。
3.經(jīng)濟可靠性分析
3.1工業(yè)給水、中水回用預處理
在工業(yè)給水及中水回用方面,目前微濾膜已應用于電廠鍋爐補給水、中水回用系統(tǒng)的預處理部分。較早的工業(yè)企業(yè)給水的預處理系統(tǒng)仍然采用常規(guī)工藝,即石英砂過濾—活性炭過濾器-超濾系統(tǒng)。新建廠企業(yè)由于占地面積及節(jié)能降耗的限制,可考慮直接采用微濾工藝。在工業(yè)給水處理領域,微濾工藝與傳統(tǒng)工藝的優(yōu)劣對比如表1所示。
表1.微濾工藝與傳統(tǒng)工藝經(jīng)濟對比分析
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由此看出,采用微濾膜工藝作為給水及中水回用系統(tǒng)的預處理,具有多方面優(yōu)勢,是目前倡導節(jié)能降耗形式下的可靠工藝技術。
4.總結
(1)微濾技術,符合反滲透裝置的進水要求,是技術可靠、節(jié)能環(huán)保的中水回用的預處理技術。
(2)采用微濾工藝作為給水處理具有眾多優(yōu)勢,膜的壽命及質量是影響系統(tǒng)運行費用的關鍵因素。
(3)做到科學的管理方式、微濾膜產品的合理選擇,是決定微濾工藝戰(zhàn)勝傳統(tǒng)給水工藝的關鍵;在國土面積日益緊缺、自動化程度日益提高的今天,微濾工藝在給水廠的運用勢在必行。
參考文獻
[1]趙軍,汪濤,張東,等.絮凝一微濾組合工藝處理含钚水[J].核化學與放射化學,2007,29(2):113~117.
[2]葉豐,戴晶針,等.連續(xù)微濾和反滲透集成工藝深度處理造紙廢水.天津工業(yè)大學學報,2008,27(2):44~47
[3]徐競成,許健,李光明,等.微絮凝一微濾用于印染廢水回用反滲透預處理的試驗研究[J].環(huán)境工程學報,2007.1(11):64~68.
[4]安興才,王庚平,呂建國.連續(xù)微濾深度處理煉化廢水的應用研究[J].工業(yè)水處理,2007,27(11):45~48.
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