火电厂中水回用对超滤系统运行的影响研究

表2UF系统在不同阶段进水与产水浊度的平均值、平均除浊率、跨膜压差

图2b）为不同阶段UF系统的产水浊度。从图中可以看出,尽管不同阶段UF系统的进水浊度有较大差异,但UF系统的产水浊度却能稳定在0.025NTU左右。从图中可以发现,在使用中水的第二阶段与第三阶段,UF系统产水浊度要比在使用自来水的第一阶段略高。在第三阶段,即使UF系统进水浊度最低,其产水浊度也比较高,这表明UF系统的除浊率并不保持在一个稳定值。

图3显示了在不同运行阶段,每一天不同时间段的UF进水浊度。从图中可以看出,在采用自来水（图3a））与中水（图3c））进行连续制水时,UF进水浊度稳定在0.4NTU以下。而在中水改自来水的过渡阶段（图3b））,在不同时间段,UF进水浊度变动较大,且呈现相同的变化规律,即系统启动初期,UF进水浊度较大,约在0.8NTU左右,随着系统的不断运行,浊度逐渐降低至0.2NTU左右。

值得注意的是,在07-05日的13:20—16:00时间段,由于系统没有进行制水,水在管道中放置约3h后,UF进水浊度又有明显上升。这说明在此阶段,管道中的中水在每次放置过夜或者较长时间后,管道的腐蚀会使得中水浊度上升。

图3不同阶段每日UF系统的进水浊度

图4显示了除浊率与UF系统进水浊度之间的关系。从图4a）可以发现,在不同阶段,UF系统的进水浊度与其除浊率均具有一致的变化趋势：当UF系统的进水浊度增大时,其除浊率也相应提高,反之,当进水浊度减小时,其除浊率也相应减小。

以某一日期（07-10）进水浊度为横坐标,除浊率为纵坐标作图,可以发现每套UF装置的进水浊度与除浊率之间,都存在良好的线性关系,1~4号UF组件的线性相关系数分别为0.94,0.98,0.84,0.85,如图4b）所示。进水浊度与UF除浊率之间的这种线性关系,其可能的原因在于：当进水浊度较大时,会有更多的杂质被UF膜截留,而被截留的杂质附着于UF膜表面,起到截留更多杂质的作用,使得UF膜的除浊率增大。类似的现象在空气过滤领域比较常见[6]。

图4进水浊度与平均除浊率随时间变化关系

图5a）显示了不同阶段内UF膜跨膜压差日平均值的变化。从图中可以看出,当制水系统连续运转时,在第一阶段（06-05—06-08）和第三阶段（07-06—07-12）,UF膜的跨膜压差相对稳定,分别为20与26kPa,使用中水为水源后UF系统过滤跨膜压差上升了30%。而在第二阶段（06-17—07-05）,使用中水间歇性制水时,UF膜跨膜压差不断上升,在第二时段,系统进行过一次EFM清洗,因此,在07-05当日UF膜跨膜压差又出现下降。

图5UF系统跨膜压差随日期的变化及每日不同时间段跨膜压差的变化

对每一套UF膜每天的跨膜压差数据进行比较,如图5b）~d）所示,可以发现：无论是使用自来水或者中水进行连续制水,UF膜的跨膜压差均能保持相对稳定,如图5b）与d）。说明当UF系统进水水质稳定时,通过定期对UF反洗与EFM清洗,能够保持膜表面相对清洁,杂质不会在UF膜表面持续聚集。

当使用中水为水源间歇性制水时,UF膜跨膜压差有比较明显的上升,如图5c）所示。在这一阶段,UF进水浊度非常高,而通过上文的分析：浊度越高时,UF膜的除浊率越大,这就意味着更多的杂质会被UF膜所截留,造成UF膜的污染加重。在此阶段,UF系统的清洗已经不能完全保持膜表面的清洁,需要加强EFM清洗,减轻膜表面的污染。

通过图5a）、b）与d）可以发现,在使用中水连续制水后,UF膜的跨膜压差比使用自来水时上升了30%,而在这一阶段,UF进水浊度比较低,除浊率也相对较低,理论上对UF膜的污染会减弱。这表明在第三阶段即使进行了EFM清洗,也很难使得UF膜恢复到原有跨膜压差值,膜表面受到的污染难以消除。

3结语

本文分析了UF系统进水水源由市政自来水改为中水后,产水浊度、除浊率、过滤膜跨膜压差的变化,得到以下主要结论：改用中水的初期,制水系统采用不连续运行方式时,UF系统进水的浊度明显上升;UF系统的除浊率与进水浊度之间存在线性关系,进水浊度越大,除浊率越高,相应的,超滤膜也越容易发生堵塞,造成超滤膜跨膜压差的上升;

使用中水后,超滤膜的跨膜压差比使用市政自来水时上升了30%。因此,在电厂调试以及生产运行期间,当补给水系统的水源发生改变时,应及时监测UF系统给水水质的变化,水质恶化时要增加UF系统的清洗频率,减少超滤膜的堵塞。

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