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水处理行业微滤+反渗透双膜技术的应用

发布时间:2018/01/25 点击量:

  随着环保力度的加大,更加严格的《制浆造纸工业水污染物排放标准》实施,工业用水价格的不断攀升,而造纸工业废水排放量正逐渐增大,人们越来越认识到造纸废水深度处理后循环回用的经济的重要性。深度处理造纸废水并循环回用,一方面能减少废水排放量和保证废水达标排放,另一方面能减少新鲜工业用水量。膜分离技术作为一种高效、节能的分离净化和浓缩方法,具有无相变、能耗低、效率高、工艺简单、操作方便、节约投资、管理成本低等优点。与传统分离法不同,膜分离技术能在不添加其他化学药剂前提下有选择性地透过某些物质而保留混合物中其它组分,不仅可以使废水达到排放标准,而且可以回收部分原材料、提高水的利用率。面对越来越复杂的造纸废水生化出水,建议采用“微滤反渗透”双膜法技术进行深度处理,以实现造纸废水处理中的回收应用。
  
  一、造纸废水来源与危害
  
  造纸工业之所以用水量大的原因是,在整个造纸工艺过程从材料的预备到纸品的生成,都需要使用大量的水来完成。造纸过程中产生的废水主要包括备料废水、制装废水、洗涤与筛选废水、漂白废水、白水和冷凝污水。造纸过程所使用的化学品和助剂,一部分保留在成品纸当中,另一部分会随水流排出。因此造纸废水中的污染物除了来源于原料,还包括一些化学品和助剂(如消泡剂、灭菌剂等)。
  
  造纸废水的危害,主要表现在两方面,一方面是对水体环境的污染严重,另一方面是对人类健康的危害极大。
  
  二、微滤和反渗透技术
  
  微滤技术是以压力差作为推动力的筛分原理实现膜分离过程。微滤膜是指孔径为0.02-10μs,所施加的压力差为0.01-0.2Mpa,具有筛分过滤作用的高度均匀的多孔固体连续介质。
  
  反渗透技术是渗透的逆过程,通过半透膜只透过溶剂且截留溶质的性质实现溶液中溶剂和溶质的分离。根据操作压力分类,反渗透膜可以分为极低压膜、超低压膜、低压膜和高压膜。极低压膜适用于低含盐量水的处理,操作压力为0.69MPa,超低压膜适用于较低盐度的进水,操作压力为1.03Mpa;低压膜适用于苦咸水、市政污水等的处理,操作压力为1.55Mpa;高压膜主要用于海水淡化、垃圾渗滤液处理,操作压力为5.5MPa。
  
  反渗透膜组件的形状主要分为中空纤维式、碟管式和卷式。其中卷式反渗透膜为市场主流产品,碟管式反渗透(DTRO)膜为近年来兴起的极具发展潜力的反渗透膜产品。相对于卷式反渗透,碟管式反渗透(DTOR)具有流道更宽,回收率更高,不易淤堵、抗污染性更明显,进水要求更低、清洗与更换更加便捷、维护管理更节省人工等显著优点。
  
  三、微滤+反渗透在城市与工业废水回用中的应用
  
  微滤与苏州传禧银坊珠宝有限公司用于废水回用时一般采取组合工艺的形式进行。根据膜本身特性和处理对象的类型,深度处理废水时微滤技术作为预处理,反渗透技术作为后处理。与超滤技术相比,微滤技术作为反渗透技术的预处理系统,能大大减少设备占地面积和运行费用,保证产水水质稳定和良好,延长反渗透系统的寿命。
  
  微滤+反渗透双膜法组合工艺最早应用于城镇污水再生回用,2002年天津经济技术开发区建成的日产1万吨再生水工程,是微滤+反渗透双膜法在我国的首次城市污水再生利用的大规模应用。该工程以微絮凝和微滤作反渗透系统的预处理,以微滤反渗透双膜法深度处理城镇污水处理厂二级生化处理出水,研究结果表明,微滤工艺能有效去除原水的胶体物质和悬浮物质,有效地避免反渗透系统堵塞和污染。微滤出水平均浊度为0.05NTU,浊度去除率接近100%,但对有机物去除效果不理想。有机物的去除在反渗透段进行,出水TOC为0.87-2.11mg/L,去除率>90%,出水UV260值在0.02以下,去除率>92%。使用微滤反渗透双膜法迸行开发区园区污水进行深度处理再生回用工程,产水规模为60000t/d。工程运行结果表明,再生水水质高于《城市污水再生利用分类》(GB/T 18919-2002)。
  
  随着膜技术的发展,膜材料、膜组件品质提高而成本显著降低,微滤反渗透双膜法组合工艺也逐渐应用于工业水处理的废水深度处理中。采用微滤+反渗透深度处理炼化废水,试验结果表明电导率降低去除率高于97%,CODcr去除率高于95%,可用作循环冷却水补给水。采用混凝+砂滤+微滤+反渗透集成技术深度处理抗生素制药废水,现场试验结果表明能有效去除独度和悬浮物,部分CODcr和氨氮,水中大部分无机盐,出水水质符合冷却补充水的要求。用“多孔陶瓷微滤+碟管式反渗透(DTRO)”工艺处理垃圾渗滤液,出水水质的CODcr小于25 mg/L,NH3-H小于20mg/L,电导率小于150μs•cm,达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)。反渗透技术处理广东某印染厂印染废水,运行结果表明反渗透系统产水的水质稳定,能达到印染厂工艺用水的水质要求。
  
  四、微滤+反渗透应用造纸印染废水深度处理结论
  
  “微滤+反渗透”双膜法装置深度处理造纸废水实验与应用得到以下结论:
  
  1、操作压力为0.62MPa,回收率为70.8%-85%,进水电导率为1100μs•cm进水pH值为8,进水温度为27°的条件下,“微滤-反渗透”双膜法装置能达到最佳的处理效果。
  
  2、从CODcr、NH3-N、Cl-和电导率的出水情况可知,操作压力、回收率和进水pH对“微滤+反渗透”双膜法的性能和处理效果的影响较大,进水盐浓度和进水温度的影响较小。
  
  3、“微滤反渗透”双膜法处理造纸废水,处理后出水CODcr、NH3-N、Cl-去除率和电导率下降率达到74.25%、92.88%、94.50%和98.95%,符合《城市污水再生利用工业用水水质工业用水水质》回用水标准。
  
  五、结语
  
  环境改善刻不容缓,循环经济和可持续发展是我们当前阶段的必行之路,微滤+反渗透的双膜高新型技术在实现工业水深度处理以及回收利用领域必将发挥举足轻重的作用。

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