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超滤膜在水处理中的污染及其控制措施

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  • 2020-10-30 09:19:16

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文档简介:

超滤膜的污染及其控制措施膜滤技术在水处理工艺中应用得到飞速发展,它能有效地分离去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物质等,并且具有处理水质稳定高效、占地面积小、节省药剂投加量、易于实现自动化操作等优点。但由于膜表面极易污染堵塞,造成膜通量减少,只有通过增加反冲洗频繁,保证制水能力,导致膜的使用寿命大大缩短,从而增加了运行和经营成本。膜结构及特性对控制膜污染十分重要。在超滤过程中,膜、溶质和溶剂之间的相互作用受到膜材质、膜孔结构、膜的憎水性、膜表面电荷、膜的表面粗糙度等因素的影响,同时膜表面特性对于细菌的生存也起着重要作用。当膜孔与粒子或溶质的尺寸相近时,极易产生堵塞作用,而当膜孔小于粒子或溶质的尺寸时,由于横切流作用,它们在膜表面很难停留聚集,不易堵孔。膜孔径分布或分割分子量敏锐性,也对膜污染产生重大影响。对于微滤膜,对称结构较不对称结构更易堵塞;对于中空纤维膜,单内皮层中空纤维比双皮层膜抗污染能力强。膜表面粗糙度的增加会使膜表面吸附污染物的可能性增加,增加了膜表面孔的吸附,导致的膜孔堵塞,但同时也增加了膜表面的扰动程度,阻碍了污染物在膜表面的形成,减少了膜孔对污染物质的机械截留所导致的膜孔堵塞,因此膜表面粗糙度对膜孔堵塞的影响是两方面效果的综合体现。运行条件如温度、压力、膜面速度、水中杂质含量等对控制膜污染非常重要。温度越高产水能力越大,产生浓差极化污染的几率下降,但是温度过高将引起膜不可恢复性吸附污染。对于压力而言,随着压力的增长膜的通量不增加,但存在最高值,当压力再升高膜的通量开始下降,压力增大的同时膜上浓差极化程度加剧,跨膜压差随着增长,逐渐形成致密的凝胶层,产水能力就开始快速下降,因此应该满足生产的条件下尽量保证在较低压力下运行。膜面流速是影响产水量和运行周期的一个主要因素,膜面流速越高,膜面淤积大分子胶体和细菌藻类形成滤饼层厚度越小,与此同时由于膜两侧浓差缩小,浓差极化形成凝胶层的阻力也会大幅下降,从而使膜的使用周期得以延长。超滤水中的悬浮物、菌藻类含量长期偏高,不但会增加滤饼层阻力,而且由于细菌藻类分泌物与杂质的协同作用使膜孔受到不可恢复性的堵塞和局部腐蚀。控制浓差极化和膜污染面的研究主要集中在改良膜的性质、改变原水的特性、优化分离操作条件及对膜进行预处理、定期反冲洗等方面。现以陕焦脱盐水两年来的运行情况为主,对膜过滤工艺改进进行阐述。陕焦脱盐水原水来自桃渠坡水库,途经新区水厂处理出水浊度小于1NTU,经管道泵一路输送入厂内2000m3×2的蓄水池,经新鲜水泵送至脱盐水工序,在加入杀菌剂后进入叠片过滤器,然后经过蒸汽加热器、程控超滤、超滤水箱、活性炭过滤器、保安过滤器、反渗透等设备。桃渠坡水属地表水,在春夏换季时,水中菌藻突增,虽经水厂处理,但出水余氯很小,至陕焦水池管线漫长,菌藻类得到遏制,致使杂质穿透叠片,污堵超滤,影响生产系统,造成超滤化学清洗周期仅75天;在秋冬换季时,水库受梅雨影响,水中溶解固形物和钙镁离子浓度大幅增长,水厂和水池的处理能力很有限,杂质负荷仍然集中叠盘过滤器和超滤上,导致叠片和超滤膜结垢严重,通量迅速下降,只能加大化学清洗频次。随着对水质要求的日益提高,膜技术的应用将成为国内外重点发展的前沿课题,其中膜污染的控制研究是该技术能否大范围推广的关键问题。因此,了解膜污染的机理,开发和研究控制延缓膜污染、实现膜污染的实时检测和控制、优化膜处理过程中的操作条件,以膜为核心的组合工艺将是未来一段时期内主要研究方向。因此,了解膜污染过程中的反应机理,开发和研究以膜为核心的组合工艺,例如控制延缓膜污染、实现膜污染的实时监测和控制、优化膜处理过程中的操作条件,将成为未来一段时期内的主要研究课题。滨州宏诺电厂化学车间焦庆林4244494

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