近年来,随着我国工业化和城市化的进程,大量的工业和生活污染物排放到环境中,给水体带来越来越严重的污染。恶化的水质危及工业生产和人们的健康,增加了整个社会获取水资源的成本。目前水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。为此在各个领域,特别是高耗水的冶金、石化、电力等行业广泛开展了节水工作。除了通过提高循环水浓缩倍数、选择低耗水工艺等方式节约用水外,还努力开辟新水源,污水资源回用即是其中一项主要内容。污水回用中遇到的一个重要技术问题是水源水质复杂,处理难度大。依靠传统的混凝、沉淀、过滤等工艺不能高效地去除污染物,将废水变成满足使用要求的净水。而膜分离技术可解决这一问题。
某石化公司拟建一套污水回用处理系统,对经过二级生化处理的外排工业污水进行深度处理后,作为该公司化工厂锅炉补给水。针对业主要求、工程条件和小试结果,欧美环境工程有限公司提出了以/超滤+反渗透0为主的工艺方案。并与该石化公司合作,进行了中试,以验证超滤技术在该水质下作为反渗透预处理工艺的可靠性。
膜分离技术
膜分离技术是一大类技术的总称。和水处理有关的主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。在压力驱动下,尺寸较小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧,而尺寸较大的物质则不能透过纤维壁而被截留,从而达到筛分溶液中不同大小组分的目的。反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐;而超滤则可以去除病毒、大分子物质、胶体等;微滤一般能够去除水中的细菌、灰尘,具有很好的除浊效果。这些都是传统的过滤(如砂滤、多介质过滤等)无法实现的。因此,使用超滤或者微滤替代传统的混凝、过滤,为下游反渗透膜提供最大限度的保护,成为近些年来的一个技术热点。其中关注的要点包括:超滤/微滤的产水水质;超滤/微滤的抗污堵性能;经济性,即投资及运行费用。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
中试流程及装置
根据该石化厂具体情况,欧美环境工程公司设计了污水回用中试流程,试验的目的是确定/微絮凝直接过滤+超滤+反渗透0工艺流程处理该外排污水的可行性及可靠性。特别是考察超滤的各项性能。试验装置紧凑地布置在一个集装箱中,包括:多介质过滤器1台;OMXELLTMSFP2660超滤膜4支;LFC1-400低污染反渗透膜3支;相应的提升泵、反洗泵、高压泵、加药泵数台;浊度仪一台、SDI仪一台;在线电导率仪、在线温度计、在线流量计、在线pH计等。
中试装置中OMXELLTMSFP2660是欧美环境工程公司引进生产线制造的超滤元件。该型号专为废水处理和反渗透预处理而设计、制造,采用改性的PVDF材质,耐污染、抗氧化。
经污水厂二级生化处理后的外排污水,经过微絮凝直接过滤去除水中部分悬浮固体、胶体微粒和大分子有机物等后,进入超滤装置。经过超滤装置后水中的细菌残体、胶体微粒、大分子的有机物被去除。保证出水浊度小于1.0NTU,SDI值小于3(工程方案设计参数),为反渗透装置的进水提供保证。超滤出水投加还原剂、阻垢剂进入反渗透装置,反渗透膜选用的是LFC1抗污染膜,经过反渗透装置可去除98%的盐以及残余有机物。
中试中监测了流程各点的浊度、SDI、流量、压力、水温、电导率、pH,并进行了COD的测定。
/微絮凝直接过滤+超滤+反渗透0工艺的可行性和可靠性能够满足该石化厂炼油废水回用至锅炉补给水系统的要求。超滤出水浊度<0.5NTU,SDI<1,CODCr<30mg/L(CODMn<10mg/L),满足低污染反渗透膜的进水水质要求。与混凝、沉淀、过滤等常规预处理流程相比,超滤显示了更佳的除污效果。