超滤系统运行优化及反洗水回收

超滤系统运行优化及反洗水回收

张璐

天津中水有限公司 天津市 300400

摘要：随着我国科学技术的快速发展，超滤膜技术快速的在工业水中应用，，但是由于工艺条件的限制，超滤产水率只有一，个别工艺的产水率甚至更低，大量的反洗水白白浪费因此针对水质选择合适的超滤工艺并且对超滤反洗水进行回收，不仅能够提高产水水质，节约大量的工业水，而且能够延避免中空纤维膜断丝延长设备的使用寿命，达到节能降耗的目的，

关键词：超滤膜;反渗透;反洗水回收

引言

随着社会经济的持续快速发展，我国水资源短缺及分布不平衡的问题日益凸显，脆弱的生态环境严禁任何形式的污水排放。面对水资源及水环境的严峻形势，国家对用水总量及限制排污进行了严格控制，对水资源执行最严格的标准。探索稳定、高效的污水回用技术是企业降本增效的关键一步，也是保证企业长远发展的必然之路。超滤系统因其自控率高、出水性质稳定等优势，被广泛应用于海水淡化、工业制水、污水回用、家用净水等领域。超滤膜膜孔约为0.001～0.1um，可去除水体中悬浮物、胶体、细菌、微生物及大分子有机物。由于超滤工艺条件的限制，在运行一段时间后，部分胶体及有机物在膜表面沉积，堵塞膜孔，使其运行压差增加，产水率降低，需定时进行反冲洗，冲洗水一般采用其产水，故其产水率只有90%～95%。当进水水质恶化时，膜污染较快，被迫调整反洗周期，反洗频次增加，产水率进一步下降，大量反洗水排入地沟，经废水排放泵送入污水回用装置。因此，选择合适的回收处理工艺，不仅可以节约大量工业水，而且可以降低污水处理负担，从而达到节能降耗、降本增效的目的。

1超滤技术及原理

超滤（UF）是一种新型的薄膜分离技术中空纤维超滤过程是以中空纤维膜丝为过滤介质，膜材质为改性聚氯乙烯材料，能够将溶介质，膜材质为改性聚氯乙烯材料，能够将溶术。其过程是以膜孔径大小为标准的相关筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，用超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，只允许无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中悬浮物、胶体等大分子物质通过，达到溶液分离的目的。整套系统采用无污染排放工艺，对环境无任何影响。超滤系统具有占地面积小、出水水质稳定、自动化程度高等优点。超滤膜的孔径大约在0.002-0.1微米范围内，在一定的压力条件下，溶解物质和比膜孔径小的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质将被截留下来，浓缩于排放液中，因此产水（透过液）将含有水、离子和小分子物质，而胶体物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物将会被膜截留。在以自来水为原水，超滤作为反渗透进水的预处理工艺中，其去除了水中的浊度、有机物、生物等指标。出水水质为：微生物、细菌、大肠杆菌、病原体去除率99.99％；悬浮物、微粒去除率100%；产水浊度矣过0.2NTU；产水SDI英3。为下一步水的反渗透处理提供了优良的用水保障。

2超滤系统运行优化

超滤膜通量和膜阻力变化是反应膜污染的2个重要指标，膜污染阻力可分为膜自身阻力、可逆膜阻力和不可逆膜阻力。优化运行方式，采用合理的膜污染控制措施，可减缓膜通量的衰减速度，降低不可逆污染的相对比列，延长膜的使用寿命，节约水资源，从而达到降本增效的目的。受季节性影响，超滤进水的水源(黄河水)水质会随季节出现波动。当进水浊度较高时，采用错流运行模式，及时调整错流阀开度，手动频繁加强自清洗过滤器的冲洗频率，以减轻对膜系统的冲击；当进水有机物及藻类、细菌等微生物含量较高时，及时加大超滤进水中杀菌剂的投加量，及时调整化学加强洗时杀菌剂及NaOH溶液的投加量，减轻膜表面的有机物及生物类污堵；当进水中无机盐类离子含量较高时，及时调整化学加强洗时HCL溶液的投加量，减轻膜表面无机盐类污堵。同时，加大反洗时冲洗水的流量，可将超滤膜中截留的部分杂质带出，以减轻虑饼层在膜表面形成。优化气水冲洗步序，利用工艺风增加膜丝之间的抖动摩擦，使膜表面污染物质快速脱落，避免污染物在膜表面沉积压实。优化工艺操作，严格控制超滤进水温度及压力，降低的膜的不可逆损伤。合理制定化学清洗方案，科学配置化学清洗药剂，将温度控制在30～35℃之间，酸洗时配置酸溶液pH为2～3，碱洗时配置碱溶液pH为11～12，实时监测清洗系统中pH的变动情况，及时补充药剂，保持pH的稳定，有效提高清洗效率，清除可逆污染物。

3超滤反洗水回收

3.1超滤反洗水分析

超滤装置反洗排水及化学清洗废水直接排入地沟，进入废水池，经废水泵外排至污水回用装置。取部分超滤反洗排水进行水质分析。超滤反洗正常流量为713m3/h，经计算可得出，如超滤采用全流运行模式时，其运行自用水量占整个制水系统工业水量的5%～10%，单套超滤每次反洗排水约24t，单套超滤反洗约22次/d。按正常工况4套运行，每天超滤反洗排水约2112t；如超滤采用错流运行模式时，浓水不间断排入地沟，单套超滤每小时反洗排水及错流排放水约45t，仍按正常工况4套运行，每天超滤反洗排水及错流排放水约4320t，占整个超滤系统产水量的17%左右，大量水资源排入地沟，进入废水池。

3.2回收方案循环水系统存在排污和蒸发损失，为维持循环水系统正常运转需补入大量的新鲜水及回用水。循环水系统的补充水由净水场工业水经全厂循环水补充水管网供给。超滤反洗排水经多介质过滤器处理后，悬浮物及胶体含量大幅下降，铁离子及Cl-、TDS、总硬度指标有效改善，经与循环水补充水水质进行比对，各指标完全符合循环水补充水要求。因此，可将超滤反洗排水经多介质过滤器处理后，作为循环水补充水。

结合化学水装置超滤间的实际情况，对现有地沟进行改造，将超滤间通往离子交换器间的排水地沟进行隔断，加装略低于地沟上沿电动闸板阀，将超滤反洗排水阻挡在闸板阀上游的地沟内。由于超滤装置化学清洗废水水质较差，因此需要对超滤装置的化学清洗废水排放管道进行改造，将超滤排水管出口加装三通及气动阀，一路通过管道将超滤化学清洗废水引流至离子交换器间的地沟内排出，一路直接排入地沟，从而实现超滤反洗排水与化学清洗废水的分流。由于超滤反洗排水非连续进行，回收利用前需将反洗水进行收集。在超滤装置单元室外，建设长宽为5m、高为4m、容积为100m3的混凝土集水池。集水池进水口与超滤单元室内地沟连接，集水池底部设有集水坑，设置2台潜水泵，将集水池中的存水由自吸泵提升送至化学水装置冷凝液冷却器的循环水回水管线中，通过循环水回水管道送至公用工程中心二循A凉水塔的塔底水池中，反洗排水及错流排放水回收工艺流程。

结束语

通过优化运行条件可有效缓解膜污染，延长了膜元件的使用寿命。将超滤反洗水作为循环水补水，大大降低了新鲜水的消耗量，同时降低了污水的处理量，对全厂水平衡起到了至关重要的作用，为企业降本增效、节能降耗提供了有效措施。

参考文献

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