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难题分析

超滤膜堵塞衰减难题分析

 一 综 述

 随着环保部保护部,发展改革委,水利部于2017.10.19日联合印发的《重点流域水污染防治规划(2016-2020)》规划将《水十条》水质目标分解到各流域,明确了各流域污染防治重点方向和京津冀区域、长江经济带水环境保护重点,形成覆盖全国范围的重点流域水污染防治规划。毫无疑问的是,落实规划的重要技术手段是超滤膜的应用,本文仅就超滤膜在污水处理终端和双膜法应用过程中,其运行中遇到的主要技术难题做一分析,试图给于一定范围的解决方案。

  很多地方城市甚至县一级,都制订了水污染防止行动规划,一般规律是地方标准制定严于部颁标准,具体是污水处理要优于一级A 标准,例如达到类四类或四类水标准,主要技术指标为SS5 mg/L  COD30 mg/L   总磷:0.3 mg/L  :1.53mg/L

这些指标都离不开控制悬浮物,超滤膜由于稳定的高精度过滤效果,因此是今后污水深度处理控制悬浮物的优选之一,同时也是中水回用双膜法(超滤+反渗透)的优选之一,但不可否认的是:超滤膜容易堵塞和流量逐渐衰减,在初次投资后还需要定期更换膜组件,同时在运行中还要精心维护,反洗,药剂清洗,回复离线清洗,如果这些还可以不得已接受的话,则流量逐年衰减则难以接受,因为影响到额定的产水量,由此影响了超滤膜工艺在污水处理的大规模应用,那么有没有更好的方式予以替代呢?以下分析超滤膜为何堵塞,然后推出针对性的创新产品也就是顺理成章的事了。

二 超滤膜原理


本文主要论述超滤膜在污水深度处理

 



由图可见,当没有错流时,截留的污物全部滞留在膜孔内(0.6mm左右),很容易造成超滤膜堵塞,流量衰减 。用户或超滤膜的设计者需要在错流量与能耗效率之间做出平衡,为了得到更多的流量,污水处理大多采用了外压时工作原理,而基本没有错流量,这样的能耗效率最高,流量下降后采用清洗回复方式工作。

 



  悬浮物概念

在污水处理的终端设置超滤膜工艺,用于保证悬浮物(SS)小于5mg/L,在双膜法采用超滤膜作为反渗透预处理,用于达到再生水回用,超滤出水测量SDI(也称之为污染指数或污泥指数),一般要求小于5,这二种的测量方式实际都反应水中非溶解物质的总量,不一定是看得见的悬浮状态的杂质,也包括不容易看到的粘性物质,例如胶体。试看5mg/L是什么概念,

  1L=1000g   1g=1000mg  也就是一升等于一千克,而一克等于一千毫克,或者说上述的指标为每升水中的非溶解物质(以0.45微米滤膜为准)为百万分之五,这是一个精度相当高的指标,传统的砂滤很难稳定达标,

四 悬浮物的性质

  在水处理行业,对于过滤环节,通常需要了解被过滤液体的性状,也就是性能和状态,那么在污水处理的终端,水质是何种性状呢?第一含有曝气池中的活性污泥,他们是微生物,第二含有微生物的代谢物,第三含有物生物残骸,第四含有化学除磷产生的絮体,第五含有污水中的胶体,这些物质的共同性质是带有粘性,超滤膜不怕固体悬浮物,就怕粘性物质,但人们之所以采用超滤膜的原因也正是希望能够截留砂滤难以做到的胶体,这是一个矛盾,非粘性物质被超滤截留后容易反冲洗是脱附,而胶体附着在膜表面则很难脱附,

     


这二张图是每天5万吨污水处理采用超滤膜终端现场,其工艺流程为:

曝气池---投加聚铝---投加聚丙烯酰胺---气浮----保安过滤器---超滤组件,在运行一年后流量降到小于4万吨,而每天的反洗水高达1万吨,用户反应保安过滤器有时候也堵塞,出水完全达标,就是设备维护量很大,即使药剂清洗也恢复不到原设计的每天5万吨产水量。

五 膜堵塞原因

  超滤膜由过滤层和支撑层组成,新模投产初期,无论水量或水质都很好,清洗后也能够恢复流量,但是随着时间的延长,清洗后恢复的流量逐渐降低,这是因为不但膜表面堵塞,支撑层也逐渐堵塞了,而支撑层则难以清洗。





六  难题解决思路

当工艺要求必须采用超滤工艺时,则重点是做好预处理,尽量降低水中的粘性物质,当工艺要求仅仅是悬浮物指标时,例如小于5mg/L, 则不一定非要用超滤膜,解决超滤堵塞衰减的最佳方案是不用超滤膜,北京一滴水公司研发的污水终端深床过滤技术,不但可以使出水悬浮物达到5mg/L,而且还具有反硝化功能,从而可以降低氨氮指标,滤除加药的絮体又可以降低总磷指标。

 

 

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