馮艷玲 梁靜

摘 要：本文介紹了管式膜在某電廠濃水軟化中的應(yīng)用情況，工程采用化學(xué)藥劑軟化+TMF膜過濾的軟化處理工藝，介紹了工藝流程、管式膜系統(tǒng)以及運行效果，并對工程存在的問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：濃水軟化;管式膜

0 前言

某電廠廢水水源是礦井疏干水及其他廠區(qū)廢水經(jīng)RO濃縮處理的反滲透濃水，采用了化學(xué)加藥軟化+TMF膜過濾+膜濃縮后續(xù)處理的處理工藝。該水質(zhì)的特點是鹽分、硬度及堿度高，且水量大，無法直接回收利用，需要進(jìn)一步進(jìn)行濃水減量化。傳統(tǒng)的處理工藝一般是先化學(xué)加藥使鈣鎂離子形成不溶物，然后用澄清池做固液分離，澄清池上清液用多介質(zhì)過濾器做預(yù)過濾處理，隨后再經(jīng)保安過濾設(shè)備之后，采用中空纖維超濾做進(jìn)一步除濁處理，最后進(jìn)入回收反滲透系統(tǒng)進(jìn)行脫鹽，其產(chǎn)水回到主系統(tǒng)中。整個處理工藝流程長、可靠性低、投資大、占地面積大、運行成本高。化學(xué)藥劑軟化+TMF膜過濾的軟化處理工藝，流程大大縮短。并且經(jīng)一次性加藥反應(yīng)之后，通過過濾分離就可將鈣、鎂、鋇、鍶和二氧化硅這些無機致垢成分降至極低的程度，有效保護(hù)后續(xù)的回收反滲透單元，并大大提高其回收率。其中管式膜是本處理工藝的最關(guān)鍵部分，承擔(dān)著取代沉淀池做固液分離和向后端回收反滲透裝置輸送合格進(jìn)水的雙重功能。

1 工藝流程

廢水流入反應(yīng)槽，在第一反應(yīng)槽內(nèi)添加碳酸鈉、氯化鎂等藥劑，進(jìn)行pH粗調(diào)，調(diào)整到大約8.5，形成碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀物，同時氫氧化鎂攜帶二氧化硅形成共沉淀。此外根據(jù)實際情況，有時可能還需要添加一定量次氯酸鈉用于抑制微生物滋生;然后廢水流入第二反應(yīng)槽，繼續(xù)補充添加藥劑（液堿或石灰和碳酸鈉），對pH進(jìn)行精調(diào)，提升到10.5-11.0，使得碳酸鈣和二氧化硅進(jìn)一步沉淀。兩級反應(yīng)槽分別進(jìn)行機械攪拌和pH監(jiān)控。經(jīng)過反應(yīng)后的水（含有反應(yīng)生成的懸浮固體）溢流到管式膜的濃縮槽內(nèi)，再用循環(huán)泵輸送到管式膜進(jìn)行固液分離。此時大流量的水在廢水濃縮槽和管式膜之間循環(huán)，而部分膜透過水（等同于輸入的水量）則送往中間過濾水槽短期貯存，將pH回調(diào)到中性之后部分作為反滲透的進(jìn)水，在反滲透系統(tǒng)內(nèi)做進(jìn)一步的脫鹽處理。管式微濾膜的濃縮液繼續(xù)回到濃縮槽內(nèi)，再進(jìn)行下一次循環(huán)。同時，管式膜還產(chǎn)生一定量的濃縮液（污泥），需要送往污泥脫水系統(tǒng)，經(jīng)過板框壓濾機脫水之后，脫水泥餅委外處理或直接填埋，脫離水則回流到系統(tǒng)前端再次處理。

2 管式膜系統(tǒng)

管式膜系統(tǒng)由濃縮水池、管式膜和其他配套設(shè)備組成。濃縮水池可接收不斷被管式膜濃縮的污水，保持污泥濃度達(dá)到最佳狀態(tài)。管式膜裝置包含膜組件、反洗水緩沖柱、清洗水箱、沖洗水箱、進(jìn)水泵、清洗泵以及環(huán)氧層鋼架等。管式膜裝置是由1至6列膜列并排連接成為一臺膜裝置，進(jìn)水通過母管向支管配水的方式分別流入各個膜列，各個膜列的回流水通過支管匯集到母管流回濃縮水箱，各膜列的產(chǎn)水也通過支管到母管的收集流向產(chǎn)品水箱。每一個膜列由1至12支的膜組件串連成，進(jìn)水從第一支膜組件的膜管內(nèi)流入，從最后一支膜組件的膜管內(nèi)流出，回流到濃縮水箱，透過膜的過濾水從流經(jīng)的每一支膜組件的產(chǎn)水口流出。膜組件按膜管數(shù)量分為1芯、4芯、5芯、10芯、13芯、15芯、37芯;按膜截流孔徑分為0.5um、0.1um、0.05um;按支撐層材質(zhì)分為PE、PVDF;按膜殼材質(zhì)分為：CPVC、UPVC，在實際應(yīng)用中根據(jù)不同水質(zhì)狀況，選擇不同的膜型號。

管式膜的結(jié)構(gòu)是膜被澆鑄在多孔材料管的內(nèi)部。含被過濾物質(zhì)（固體）的水流透過膜后，再透過多孔支撐材料，進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)（水被凈化）。被膜截留的固體顆粒在水流的推動下，不會停留在膜的表面，而是在膜表面起到一定的沖刷作用，避免污染物在膜表面停留。管式微濾是一種錯流過濾、壓力驅(qū)動的膜分離技術(shù)，用于除去水中亞微米級和更大的懸浮固體顆粒，可達(dá)到非常好的出水水質(zhì)，利用微孔的膜把廢水中的沉淀物分離出來，它不需要沉淀物粒徑足夠大和比重足夠大，所以當(dāng)把物質(zhì)從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為不溶狀態(tài)后，它是一種更有效的分離方法。

與普通的中空纖維超濾不同，管式膜可以承受很高的污泥濃度（2-5%），和極高的pH值，在pH為強堿性的條件下也能正常穩(wěn)定的工作。又不同于傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的沉淀分離工藝，首先管式過濾的固液分離工藝的濾過液濁度已足夠低，可直接送往后續(xù)處理系統(tǒng)（反滲透或蒸發(fā)器）而不需要任何進(jìn)一步的除濁設(shè)施;其次不需要添加絮凝劑。在傳統(tǒng)工藝中，正因為固液分離階段需要添加絮凝劑，給后續(xù)的中空纖維超濾和反滲透等設(shè)備帶來極大的麻煩（難以恢復(fù)的污堵，和斷絲導(dǎo)致的難以預(yù)期的RO進(jìn)水水質(zhì)）;第三則是無需過量的藥劑投加，因此既不會產(chǎn)生過多的污泥，又不會向系統(tǒng)帶入過量的離子負(fù)荷。

3 運行效果

系統(tǒng)安裝完畢后，進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試期間設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，下表為168小時試運行時監(jiān)測的濃水水質(zhì)以及管式膜產(chǎn)水水質(zhì)。數(shù)據(jù)取每日的平均值。

濃水池水源為礦井疏干水及其他廠區(qū)廢水經(jīng)RO濃縮處理的反滲透濃水，水質(zhì)變化大。由調(diào)試試運行期間水質(zhì)報表可以看出，第二反應(yīng)槽PH提升的越高，硬度去除率越大，但是堿度亦會隨之增加，將PH控制在11.4時，堿度變化不大，硬度去除率亦可達(dá)到96%。

4 結(jié)論

反滲透系統(tǒng)因其一系列優(yōu)越性在30年內(nèi)基本取代了傳統(tǒng)的離子交換技術(shù)，成為目前最主流的初級脫鹽工藝。但隨著水資源日益緊張，水的回收工藝越來越受重視，其中比例很大的一塊就是反滲透系統(tǒng)中約1/4的濃水回收問題?；瘜W(xué)藥劑軟化+TMF膜過濾的軟化處理工藝，可以直接對反滲透濃水進(jìn)行有效的硬度、堿度、硅垢的去除，進(jìn)而利用回收反滲透做脫鹽處理，脫鹽后產(chǎn)水可納入到主系統(tǒng)中。這種工藝能將系統(tǒng)回收率從75%提升到95%左右（視實際情況而定），大大減少了濃水排放，具有較好的應(yīng)用推廣前景。

參考文獻(xiàn)：

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