新闻
您当前的位置:环保 > 水处理网 > 工业废水 > 正文

双膜法处理化工废水及回用工程应用

北极星水处理网  来源:工业水处理  作者:刘艳军等  2020/3/28 8:38:00  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:超滤膜 反渗透膜 化工废水

北极星水处理网讯:采用超滤膜反渗透膜工艺处理某化工集团产生的化工废水并回用。结果表明,系统对污染物去除效果较好,电导率去除率可稳定在98%以上。系统产水水质、水量稳定,产水可回用于化工生产工艺,满足化工工艺要求,实现了生产废水"近零排放"的目标。

新疆某化工集团生产废水主要来自该集团各生产单位外排废水。由于产品和工艺不同,废水水质波动较大,其处理采用收集不同类型废水进行集中处理、排放地表水体的方式。随着国家环保要求的进一步提高,传统的废水集中处理方式已不能满足环保要求。

为此,该集团采用超滤、反渗透工艺对集中处理后的化工废水进行深度处理,并回用化工生产,以实现废水“近零排放”的目标。笔者介绍了该项目的处理工艺、膜结垢与污堵的控制措施,以及系统运行情况,为行业内相关项目运行提供一定经验。

1 废水水质与水量

集中收集的总废水经两级石灰—絮凝沉淀法去除部分无机悬浮物、有机污染物及钙镁离子,产水一部分供厂区冲洗地面和卫生间,一部分供超滤、反渗透膜系统使用。膜系统处理水量为3 600 t/d,其进水水质如表1所示。

1.jpg

2 处理工艺

该工程系统进水具有高溶解固体含量(TDS)、高硬度、高pH、高有机物(COD)等特点,处理工艺主要考虑去除无机悬浮物、有机污染物及钙镁离子,使系统产水中的离子含量达到可接受范围,产水回用于化工工艺过程不致对化工产品质量产生不利影响。

反渗透膜技术可以很好地达到去除离子的目的。根据原水水质,设计采用投加纯碱降钙+常规絮凝沉淀+多介质过滤(MMF)+超滤膜法(UF)+反渗透膜法(RO)工艺进行处理。

该工艺具有占地面积小、处理水量大、产水水质稳定、全自动PLC+上位机控制运行、操作简单等特点。工艺流程如图1所示。

2.jpg

采用苏伊士水务技术(上海)有限公司超滤膜,过滤孔径0.03 μm,超滤膜装置2套,单套产水100 m3/h。采用BW30-400FR型抗污染反渗透膜(美国陶氏),反渗透膜装置2套,单套产水75 m3/h,回收率70%。在线流量、pH、电导率、氧化还原电位(ORP)仪表均采用+GF+SIGNET仪表,在线硬度采用APA6000高量程硬度计(美国HACH公司),在线氟表采用1218ATI氟化物分析仪,加药装置均采用MILTONROY计量泵。

3 工艺流程重点

采用超滤膜与反渗透膜技术处理废水,关键是防止膜组件的污堵和结垢,同时保证膜的产水通量。采用以下措施控制膜的结垢与污堵风险。

01 絮凝剂、助凝剂和纯碱的投加

在絮凝反应池中投加适量絮凝剂(PAC)、助凝剂(PAM)和足量纯碱,经斜板沉淀池沉淀后可除去95%以上的Ca2+和部分重金属离子,以降低后续反渗透膜表面形成难溶重金属沉淀的可能性。

由于PAM是长链高分子化合物,与RO膜的高分子材质类同,过量PAM到达RO膜后会导致RO膜严重污堵,且无法通过化学清洗恢复膜通量。因此,只能适量投加助凝剂,最佳PAC和PAM联合投加量根据现场小试确定。

02 酸的投加

由于原废水呈碱性,pH较高,重金属离子易在碱性环境中形成难溶沉淀物,并在膜表面形成结垢。为防止重金属离子在膜表面沉淀结垢,调节原水pH至关重要。在沉淀池产水至多介质过滤器的进水管上投加盐酸,调节pH至7~7.5,能有效控制重金属离子在反渗透膜表面的结垢。

03 多介质过滤器

为有效提高超滤膜进水水质,在超滤膜前设置多介质过滤器。多介质过滤器用粗石英砂、细石英砂和片状无烟煤为过滤介质。废水经多介质过滤器过滤后,产水浊度保持在1~2 NTU,减轻了后续超滤系统的运行负荷,有效降低了超滤膜的污堵风险。

04 氧化剂的投加

为防止悬浮物和微生物在超滤膜表面累积造成污堵,在超滤系统设置2个氧化剂(次氯酸钠)投加点,一处在超滤进水管上,另一处在超滤反洗管路上。投加氧化剂可使超滤运行跨膜压差(TMP)和产水通量稳定维持在设计水平。

05 阻垢剂的投加

原废水中的SO42-浓度很高,Ba2+、Sr2+等重金属离子很容易与SO42-形成难溶盐。此外,Ca2+和F-也易形成难溶盐。这些难溶盐是反渗透膜运行过程中结垢的主要因素。为有效防止反渗透膜结垢,在反渗透膜进水管中投加适量阻垢剂。

超滤稳定产水后,需对超滤产水进行全水质分析,采用DOW FilmtecTM ROSA9.1反渗透计算软件计算超滤产水进入反渗透膜是否有结垢风险。经分析,超滤产水进反渗透膜存在BaSO4、SrSO4的结垢风险,软件提示需投加阻垢剂以降低表面结垢风险。采用OSMOTREAT OSM35阻垢剂(纳尔科工业服务有限公司),该产品可有效降低BaSO4、SrSO4和CaF2等难溶盐在反渗透膜表面的结垢风险。用OSMAS计算软件计算OSM35阻垢剂的最佳投加量。

06 超滤膜与反渗透膜注意事项

系统水源为经深度处理后的工业废水,为防止污染物在膜表面形成累积污染,系统运行中应注意以下事项。

(1)超滤系统连续运行20~30 min应进行1次夹气反洗。经过8次夹气反洗后进行1次加强反洗,以恢复超滤膜的过滤通量。加强反洗采用加盐酸和加碱的方式进行。

(2)超滤宜采用错流方式运行,将超滤装置错流阀开至合适位置。

(3)严格控制反渗透系统的回收率,应在设计回收率范围内运行。

(4)反渗透系统连续运行2 h应停机,使用反渗透产水对反渗透膜进行1次10 min左右的冲洗,以降低反渗透浓水侧难溶金属盐的浓度,减轻其在膜表面的结垢。

(5)超滤膜跨膜压差达到0.1 MPa以上及反渗透在正常给水压力下产水量较正常值下降10%~15%时,需对超滤膜、反渗透膜进行化学清洗。化学清洗液配方应根据系统膜污堵污染物的实际情况确定。

4 系统运行效果

系统经过1个月的连续运行,出水水质水量稳定,膜处理系统运行工况良好。将回用水与原生产工艺用水进行对比,回用水水质优于原生产工艺用水水质,能更好地满足化工生产要求。

01 超滤膜运行效果

超滤膜连续运行情况如图2所示。

3.jpg

从图2可以看出,连续运行1个月,超滤膜的跨膜压差有所上升,但一直维持在可接受范围内。随着跨膜压差的上升,超滤产水量呈下降趋势。在反渗透进水管保安过滤器前测定进水淤塞指数(SDI),SDI在2~3,符合反渗透膜进水条件。

02 反渗透膜运行效果

反渗透膜运行压差及产水量变化情况如图3所示。

4.jpg

由图3可见,随着反渗透膜截留污染物和盐分的不断增加,运行压差呈上升趋势,膜通量和产水量也随之下降。

反渗透膜过滤孔径在纳米级,能去除相对分子质量在数百以下的分子和离子,使废水中大部分盐分被去除掉。运行情况表明,反渗透系统对盐分的去除率趋于稳定,在98%以上。产水电导率在230 μS/cm左右,离子含量较低。此外,反渗透产水中的氯离子、含盐量等指标可达到化工生产工艺回用的需要。

03 系统运行问题

超滤膜和反渗透膜压差达到一定程度后用盐酸进行化学清洗,膜通量可以很好地恢复到设计通量范围内。

系统运行过程中发现5 μm保安过滤器压差上升较快,对整个系统连续运行造成一定影响。将保安过滤器滤芯拆下后,发现为钙盐等金属盐沉淀造成,经盐酸浸泡后可以恢复正常压差。整个系统含盐量较高是保安过滤器滤芯污染的主要原因。

由于系统采用多介质和超滤作为反渗透处理系统的预处理工艺,过滤精度已经较高,反渗透进水管上SDI保持在1.5~3。为解决保安过滤器运行压差上升较快的问题,可考虑使用过滤孔径较大的保安过滤器滤芯。

5 结论

(1)采用双膜法处理化工废水,系统对有机污染物、硬度的去除效果较好,TDS去除率可稳定在97%以上,反渗透产水回用于化工生产工艺,反渗透浓水用于冲灰。整个系统运行可实现集团废水的“近零排放”,经济和环境效益显著。

(2)随着系统的连续运行,超滤膜和反渗透膜均有一定程度的污染,压差有所上升,产水量有所下降。经过化学清洗后膜通量可以恢复到设计值。

(3)为保证系统长时间连续运行,可考虑使用过滤孔径为10 μm的保安过滤器滤芯。


原标题:双膜法处理化工废水及回用工程应用

分享到:
投稿联系:马女士  0335-3030550  13613388823  新闻投稿咨询QQ: 2731581970
邮箱:maxuejing#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星环保网声明:此资讯系转载自北极星环保网合作媒体或互联网其它网站,北极星环保网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
环保二维码
微信号:hbhbbjx

北极星水处理网订阅号
聚焦水处理行业,多维度解读行业发展。
全产业链追踪,行业人的必备!

新闻排行榜

今日

本周

本月

关闭

重播

关闭

重播

热词检索:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ