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印染廢水膜法回用中的問(wèn)題及對(duì)策
印染廢水膜法回用中的問(wèn)題及對(duì)策
印染廢水具有水量大、污染物含量高、色度大、生化性差和水質(zhì)變化大等諸多特點(diǎn),處理難度高[1-4]。GB4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施,以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)、水價(jià)提升和排放總量控制等措施陸續(xù)出臺(tái),要求印染企業(yè)必須對(duì)廢水進(jìn)行深度處理及回用。
目前,以MBR(膜生物反應(yīng)器)、UF(超濾)和RO(反滲透)為深度處理核心路線的膜法水處理技術(shù)日益得到推廣應(yīng)用[5-6]。但由于各種原因,這類膜法水處理系統(tǒng)在使用過(guò)程中出現(xiàn)多種問(wèn)題,很多印染企業(yè)甚至對(duì)該技術(shù)的可靠性和有效性產(chǎn)生懷疑。其實(shí),絕大多數(shù)問(wèn)題并非出自膜技術(shù)本身,而是設(shè)計(jì)施工方或運(yùn)行管理方所致,包括對(duì)膜法水處理存在很多技術(shù)性誤解等。
pH做為基本的污水指標(biāo),勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn),這對(duì)廣大的E-1312 pH電極,S400-RT33 pH電極制造商,比如美國(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極,S400-RT33 pH電極制造商,必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極,S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用,質(zhì)量可靠,測(cè)試準(zhǔn)確,廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過(guò)程。
1關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案
1.1膜系統(tǒng)處理能力下降
膜系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,有時(shí)處理能力明顯下降,達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要與膜系統(tǒng)工作環(huán)境、選型設(shè)計(jì)、安裝施工、運(yùn)行管理和膜產(chǎn)品性能等有關(guān)。此外,與膜系統(tǒng)(MBR、UF或RO)本身也有一定關(guān)系。
(1)工作環(huán)境印染廢水水溫低于設(shè)計(jì)溫度(常見于季節(jié)性變化),會(huì)導(dǎo)致膜出水性能下降;水質(zhì)中污染物種類、濃度和水體黏度的變化,也會(huì)導(dǎo)致膜的透水性能低于預(yù)期值。解決這些問(wèn)題,需要在膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初,考慮全年低水溫和水質(zhì)的波動(dòng)幅度,在選膜面積時(shí)留出一定的安全余量。
(2)選型設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足,過(guò)多考慮成本導(dǎo)致選用的膜面積安全余量不足,對(duì)膜的產(chǎn)水通量估計(jì)過(guò)高等,都會(huì)使膜達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。無(wú)論是MBR膜、UF膜還是RO膜,都必須保證足夠的膜面積。需按照穩(wěn)定膜通量而非初始通量來(lái)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。
壓力不足、流體分布不均,導(dǎo)致水流或氣流偏流,也會(huì)影響整體膜性能,對(duì)于UF系統(tǒng)和RO系統(tǒng)更是如此。對(duì)于RO系統(tǒng),膜面流速過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致污染物沉積,引起堵塞。解決的方法是改善泵、水路和氣路設(shè)計(jì),使多組膜能均擔(dān)處理負(fù)荷,避免部分膜超負(fù)荷產(chǎn)水,而部分膜未發(fā)揮作用。
若清洗維護(hù)功能設(shè)計(jì)不足,尤其是無(wú)產(chǎn)水自沖洗功能,可通過(guò)改善氣洗、水洗和藥洗設(shè)計(jì),設(shè)置合適的沖洗頻率和水量等參數(shù)加以解決。進(jìn)膜前無(wú)前置過(guò)濾保護(hù)設(shè)施,會(huì)導(dǎo)致膜系統(tǒng)堵塞。解決方法為:對(duì)于MBR系統(tǒng),增設(shè)1~3mm超細(xì)格柵;對(duì)于UF系統(tǒng),增設(shè)100μm級(jí)粗濾器;對(duì)于RO系統(tǒng),增設(shè)5μm級(jí)精密濾器。
UF及RO系統(tǒng)中,還會(huì)產(chǎn)生微生物黏泥堵塞,影響膜正常產(chǎn)水。解決方法為:增設(shè)紫外線滅菌器或投加殺菌劑;對(duì)于RO膜系統(tǒng),選用無(wú)磷阻垢劑,減緩微生物滋生;定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗維護(hù)。
前處理能力設(shè)計(jì)過(guò)低或效果變差,導(dǎo)致進(jìn)膜水質(zhì)惡化,對(duì)膜系統(tǒng)尤其是RO系統(tǒng)影響很大。解決方法為:改善前處理,保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì);對(duì)于UF系統(tǒng),改善其前置過(guò)濾器效果;對(duì)于RO系統(tǒng),保證進(jìn)水污染指數(shù)(SDI)合格。
(3)安裝施工膜系統(tǒng)制造安裝過(guò)程中,未及時(shí)清理雜物會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)殘留過(guò)多,從而影響膜的產(chǎn)水性能。尤其是焊渣、尖銳或絲狀物等,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜絲、膜片破損。對(duì)于MBR膜,需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)水;對(duì)于UF及RO系統(tǒng),先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈,運(yùn)轉(zhuǎn)前置過(guò)濾器,然后再進(jìn)水。
(4)運(yùn)行管理正確加入藥劑,尤其是阻垢劑,對(duì)RO系統(tǒng)非常重要。此外,還要根據(jù)工況及時(shí)沖洗或采取藥洗,恢復(fù)膜性能。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致回收率過(guò)高,或人為操作超過(guò)設(shè)計(jì)回收率,也會(huì)導(dǎo)致膜處理能力的下降。對(duì)UF系統(tǒng),可采用錯(cuò)流過(guò)濾而非死端過(guò)濾;對(duì)RO膜要加大濃水排放,降低回收率,減少膜串聯(lián)的數(shù)量或加大回流量。
(5)膜產(chǎn)品性能膜本身的抗污染性[1]和親水性差,穩(wěn)定通量值低,運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,也會(huì)使膜的處理能力降低。對(duì)此,可選用抗污染性強(qiáng)、清洗恢復(fù)性好的PVDF(聚偏氟乙烯)材質(zhì)膜。對(duì)于MBR和UF系統(tǒng),要選用耐久且親水性好的膜。
1.2膜使用壽命縮短或需頻繁清洗
膜使用壽命周期短體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是膜本身永性受損,不能再產(chǎn)出足量、足質(zhì)的水,需要更換才能解決;二是膜受嚴(yán)重污染后暫時(shí)性受損,需要頻繁清洗才能恢復(fù)產(chǎn)水能力,實(shí)際使用時(shí)間和清洗周期較短,難以適應(yīng)生產(chǎn)要求。該問(wèn)題可從工藝設(shè)計(jì)上加以解決,如提高膜本身的質(zhì)量,同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境、制造施工和運(yùn)行管理等。
(1)設(shè)計(jì)保護(hù)性設(shè)計(jì)不足,會(huì)導(dǎo)致膜產(chǎn)生不可恢復(fù)性受損。根據(jù)受損的種類不同,其解決方法也各異。例如,為避免膜絲、膜片被劃傷,可加裝前置過(guò)濾器;為防止RO膜被氧化性物質(zhì)氧化,加裝ORP儀表和還原劑自動(dòng)投加裝置;為防止超壓性物理?yè)p傷,可加裝壓力保護(hù)設(shè)施;為防止膜絲、膜片受水錘沖擊破裂,需設(shè)計(jì)減緩水錘細(xì)節(jié)。
設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺或過(guò)于節(jié)省材料成本,會(huì)造成實(shí)際選用膜面積嚴(yán)重不足;單位面積超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、污染嚴(yán)重,也需頻繁清洗。為此,膜面積需要根據(jù)穩(wěn)定膜通量選型設(shè)計(jì)[2],對(duì)無(wú)經(jīng)驗(yàn)水質(zhì),需通過(guò)中試驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
對(duì)于RO系統(tǒng),膜串聯(lián)數(shù)量過(guò)多,亦會(huì)導(dǎo)致后段膜污染嚴(yán)重且難以清洗恢復(fù)。解決方法是合理設(shè)計(jì)RO膜的串聯(lián)數(shù)量,當(dāng)采用兩段式RO設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)分段清洗。
此外,前處理能力偏小,導(dǎo)致膜進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo),強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn),亦會(huì)縮短膜的使用壽命。對(duì)此,需改善前處理工藝,保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)符合要求。
(2)膜產(chǎn)品UF/MBR膜受膜絲材料和制造工藝限制,易斷絲,抗污染性和抗老化性差,反洗及拉伸強(qiáng)度低。推薦選用長(zhǎng)壽命、高抗拉強(qiáng)度的編織管增強(qiáng)PVDF膜。RO膜流通通道小、膜片抗污染性差,應(yīng)盡量選用寬流道RO膜,根據(jù)水質(zhì)有針對(duì)性地選取抗污染膜。