山東魯東環(huán)保熱銷產(chǎn)品:反滲透0100阻垢劑、電廠專用緩蝕阻垢劑ZG001等循環(huán)水處理藥劑
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反滲透技術(shù)在石化工業(yè)廢水回用中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2021-04-19 19:44:26

  介紹了反滲透技術(shù)在工業(yè)廢水回用中的使用情況,分析了運行過程中易出現(xiàn)的問題。通過標(biāo)定得出結(jié)論,運行中存在的細(xì)菌污染、油污染等問題,應(yīng)根據(jù)水質(zhì)和回用水使用需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

  反滲透技術(shù)的作用是去除水中鹽分,其原理是通過在半透膜一側(cè)施加大于滲透壓的壓力,將凈水壓至產(chǎn)水段,將鹽分留在濃水段。反滲透去除的是水中的各種離子,只有水能透過反滲透膜,反滲透膜對NaCl的截留率>98%,其出水為去離子水。反滲透膜可去除可溶性鹽分,如金屬離子鹽分,也可去除有機物和細(xì)菌等大分子,在廢水處理中已廣泛應(yīng)用。

  反滲透技術(shù)的系統(tǒng)流程以某石化公司水氣廠污水處理廠中水回用系統(tǒng)作為案例分析。該污水處理廠上游來水成分以石油化工廠含油污水為主,裝置的主要設(shè)施包括隔油池、氣浮池、水解酸化池、曝氣池、二沉池、曝氣生物濾池,裝置的最終水部分進(jìn)入回用裝置,經(jīng)過超濾膜和反滲透膜進(jìn)行處理,然后進(jìn)入離子交換樹脂的脫鹽水裝置,作為脫鹽水的原水處理成為脫鹽水。該套污水流程主要分為一級處理、二級生化處理和回用裝置,一級處理通過隔油池、氣浮池去除水中的油和懸浮物,二級處理通過生化處理可降低95%的COD,通過一級和二級處理,生化部分出水COD達(dá)到50mg/L以下、電導(dǎo)率達(dá)到了2500μs/cm以下。其中回用裝置的主要設(shè)施包括中速過濾器、臭氧接觸氧化池、盤片過濾器、超濾膜裝置、保安過濾器和反滲透膜裝置。回用裝置生產(chǎn)流程為:曝氣生物濾池出水提升至中速過濾器,過濾后進(jìn)入臭氧接觸池,深度降解水中微量COD、氨氮,氧化出水進(jìn)入超濾裝置,阻截水中的大分子有機物、細(xì)菌等雜質(zhì),超濾出水再經(jīng)高壓泵提升進(jìn)入反滲透膜,當(dāng)出水水質(zhì)電導(dǎo)率置。每套反滲透膜分為2段,第1段的進(jìn)水為原水,通過第1段的反滲透膜產(chǎn)出產(chǎn)水和濃水,其產(chǎn)水通過產(chǎn)水管線進(jìn)入產(chǎn)水池,第1段的濃水進(jìn)入第2段反滲透膜中,作為其原水,通過第2段反滲透膜的過濾,產(chǎn)出產(chǎn)水和濃水,產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)水池,濃水排入污水系統(tǒng)進(jìn)行處理。

  反滲透技術(shù)的運行維護(hù)反滲透膜堵塞原因分析反滲透膜在運行過程中易存在堵塞的問題,原因為細(xì)菌滋生、鈣、鎂離子結(jié)垢。針對細(xì)菌滋生問題,在超濾系統(tǒng)前端投加次氯酸鈉藥劑,在超濾系統(tǒng)中殺死細(xì)菌,并在出水中留用余氯,抑制細(xì)菌滋生,同時在反滲透進(jìn)水中投加非氧化性殺菌劑以殺死細(xì)菌。但水中余氯會損害反滲透膜,在反滲透膜前端需要投加還原劑以消除余氯。針對鈣、鎂等離子結(jié)垢,在反滲透前端投加阻垢劑,阻垢劑和還原劑都從專業(yè)藥劑廠家購買。在應(yīng)用實例中阻垢劑投加濃度5×10-6,還原劑濃度3×10-6,根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

  化學(xué)清洗在反滲透膜運行一段時間后,膜內(nèi)會滋生細(xì)菌以及結(jié)垢,影響反滲透膜的產(chǎn)水量和脫鹽率。所以定期需要對反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗,化學(xué)清洗包括堿洗和酸洗,堿洗的作用是去除反滲透中的細(xì)菌等有機污染,酸洗的作用是去除反滲透膜中的無機污染和金屬氧化物。每次堿洗和酸洗的配藥濃度約為2.5%,堿洗劑和酸洗劑均從專業(yè)藥劑廠家購買。對于重度污染的膜需要堿液和酸液的反復(fù)清洗,將反滲透中污染物質(zhì)去除。藥劑在清洗過程中采用沖擊加浸泡的循環(huán)方式,通過加藥泵向反滲透中加藥1h后停止運行加藥泵,關(guān)閉化學(xué)清洗的加藥和出藥閥門,將藥劑留在反滲透膜內(nèi)浸泡,浸泡2h后,打開閥門,啟動泵,循環(huán)沖擊和浸泡。在堿洗過程中,因為殺死微生物會產(chǎn)生大量泡沫,應(yīng)及時清理,避免造成泡沫飛濺。

  低壓沖洗在線低壓沖洗是將濃水排水閥門、產(chǎn)水排水閥門及低壓沖洗進(jìn)水閥門同時打開,通過啟動低壓沖洗泵,使水流在反滲透膜管內(nèi)產(chǎn)生紊流,沖洗膜表面的鹽分和污染物,再通過排放水閥門排走。低壓沖洗使用反滲透的產(chǎn)水作為沖洗水,避免產(chǎn)生二次污染。低壓沖洗在系統(tǒng)中被設(shè)置為常規(guī)操作,在開機和停機的過程中進(jìn)行1次,可設(shè)置成每d的例行操作,定期進(jìn)行沖洗。低壓沖洗的壓力、流量和時間都對沖洗效果有影響。流量一般大于運行流量,應(yīng)避免流量過大,使鹽分擁堵在膜內(nèi)。運行壓力一般以產(chǎn)水為準(zhǔn),不需要施加過大壓力。操作時間為5~10min。

  反滲透技術(shù)的應(yīng)用效果該應(yīng)用實例中,反滲透裝置為2套,以單套為例對水量和脫鹽率進(jìn)行分析。該反滲透系統(tǒng)使用東麗膜型號為TML20-400,單套為168支膜,分為2段。反滲透進(jìn)出水水質(zhì)和產(chǎn)量見表1。

  由表1可見,(1)該處理廠在預(yù)處理段沒有脫鹽裝置,故反滲透進(jìn)水的電導(dǎo)率在1000μs/cm以上,屬鹽分偏高的水。經(jīng)過反滲透系統(tǒng),出水電導(dǎo)率達(dá)到200μs/cm以下,脫鹽率約為90%。(2)該型號反滲透膜裝置單套產(chǎn)水達(dá)到100m3/h左右。(3)回收率控制在75%以下。根據(jù)數(shù)據(jù)分析,反滲透產(chǎn)水可替代工業(yè)水作為脫鹽水裝置的原水(工業(yè)水電導(dǎo)率為300~500μs/cm),達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

  反滲透技術(shù)的運行問題及解決辦法該套反滲透系統(tǒng)自建成起,在運行過程中遇到了6個問題,影響了裝置的長周期運行。

  (1)上游裝置來水電導(dǎo)率高、含油高。上游裝置來水成分復(fù)雜,電導(dǎo)率最高達(dá)5000μs/cm,含油最高達(dá)40mg/L。電導(dǎo)率高造成反滲透運行負(fù)荷超標(biāo),影響膜裝置壽命。含油量高對反滲透膜造成污染,影響膜裝置壽命。將高電導(dǎo)率和高油污水改排至其他污水裝置,保證反滲透裝置的運行。

 ?。?)反滲透膜壓差高,化學(xué)清洗沒有效果。反滲透膜在運行一段時間后,壓差增大,經(jīng)過化學(xué)清洗后,壓差沒有明顯降低,產(chǎn)水量也明顯減少。解決辦法是對反滲透膜進(jìn)行離線清洗,離線清洗后產(chǎn)水量、脫鹽率都恢復(fù)正常。

 ?。?)鐵管線中鐵離子脫落。在水的運輸過程中,經(jīng)過多段碳鋼管線,其中有部分管線的內(nèi)襯破損導(dǎo)致碳鋼管線中鐵離子脫落,隨水進(jìn)入到反滲透膜中。解決辦法是查找內(nèi)襯破損的管道對內(nèi)襯進(jìn)行恢復(fù),避免鐵離子脫落。

  (4)結(jié)垢問題。反滲透末端已發(fā)生結(jié)垢,由于反滲透第2段和第1段末端的壓力都較低,水流速低,鹽分不易被沖刷掉,在末端逐漸積累,其中CaCO3的結(jié)垢速度較快,其他難溶鹽的結(jié)構(gòu)速度較慢,例如硅酸鹽、硫酸鹽。在預(yù)防結(jié)垢的措施中,主要以投加阻垢劑為主,在運行一定周期后進(jìn)行化學(xué)清洗,以溶解垢質(zhì)。

 ?。?)膜元件泄漏。在反滲透運行過程中需要較高的壓力,在1MPa左右,在開機、停機過程中會因排氣產(chǎn)生較大震動,致使得密封部件如O型圈松動,在運行過程中會因為污染、堵塞等問題造成壓差高,中心管或外殼有破裂,導(dǎo)致泄漏。一般在開機過程中采用慢開閥門,使閥門緩慢打開,使反滲透的壓力逐步升高,避免沖擊。

  (6)細(xì)菌污染。反滲透膜內(nèi)在前端,易產(chǎn)生細(xì)菌污染,其來源一般在超濾產(chǎn)水中,因季節(jié)等原因滋生細(xì)菌,反滲透的非氧化性殺菌劑在長期投加后會使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性,使細(xì)菌滋生更加嚴(yán)重。在殺菌劑投加后,細(xì)菌雖然被殺死,失去活性,細(xì)菌的軀殼還留在反滲透中,仍會造成污染,其中有機物質(zhì)會成為其他細(xì)菌的食物。

  結(jié)束語反滲透膜技術(shù)在工業(yè)廢水回用領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力,其產(chǎn)水可以代替工業(yè)水,已達(dá)到節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn),但在實際運行中存在一些問題,如藥劑材料成本、濃水如何處置、對上游來水水質(zhì)的限制等。反滲透技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用還需加大研究力度,及時總結(jié)工業(yè)化過程中的經(jīng)驗,開發(fā)其應(yīng)用空間。


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