無機(jī)膜過濾技術(shù)處理電脫鹽排水的研究

金寶書

（大慶市龍鳳生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，黑龍江大慶163711）

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料為電脫鹽排水，性質(zhì)見表1。由表1可知，電脫鹽排水水質(zhì)變化頻率和幅度較大。

表1電脫鹽排水水質(zhì)分析

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

混合污水經(jīng)預(yù)處理過濾器送至無機(jī)膜過濾裝置，采用動(dòng)態(tài)"錯(cuò)流過濾"方式進(jìn)行過濾，即在壓力驅(qū)動(dòng)下，原料液在膜管內(nèi)側(cè)膜層表面以一定的流速高速流動(dòng)，小分子物質(zhì)(液體/氣體)沿與之垂直方向透過微孔膜，大分子物質(zhì)(或固體顆粒)被膜截留，使流體達(dá)到分離濃縮和純化的目的。由于流體在膜管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)是湍流狀態(tài)，因此在膜表面攔截的雜質(zhì)不會(huì)停留附著在膜表面堵塞膜孔，而是隨湍流物流由表面帶走，經(jīng)過循環(huán)送至循環(huán)泵入口，進(jìn)一步截留濃縮到一定的濃度，隨濃縮液排 出系統(tǒng)。膜過濾原理見圖1。

圖1膜過濾原理

1.3 實(shí)驗(yàn)裝置及工藝流程

實(shí)驗(yàn)裝置為最大處理量1 t/h無機(jī)膜凈化中試實(shí)驗(yàn)裝置，膜面積約1 m2，因物料性質(zhì)影響膜通量，所以處理量依物料性質(zhì)決定。急冷塔外排水由外排水泵送至無機(jī)膜凈化處理系統(tǒng)，先經(jīng)Y形過濾器粗過濾后，經(jīng)進(jìn)料泵增壓，進(jìn)入無機(jī)膜管程，過濾后的凈化水排放到污水井。管程的濃縮液與新鮮原料混合后進(jìn)入無機(jī)膜管程，循環(huán)凈化處理，手動(dòng)調(diào)節(jié)濃縮液外排閥，排放少量高濃度濃縮液至污水井。無機(jī)膜過濾試驗(yàn)裝置工藝流程見圖2。

圖2無機(jī)膜過濾裝置工藝流程

1.4 原液、過濾液、濃縮液分析方法

脫鹽排水（原液、過濾液、濃縮液）分析見表2。

表2分析項(xiàng)目及分析方法

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

具體實(shí)驗(yàn)操作條件見表3。

表3膜過濾裝置運(yùn)行操作條件

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 電脫鹽污水凈化效果明顯水樣對比可見，凈化前水樣中原料油含量、固體雜質(zhì)含量較高，呈深棕色；處理后水樣液體澄清，無可見懸浮物顆粒和油滴。說明該技術(shù)可有效去除電脫鹽排水中油、固體可目測雜質(zhì)。分析過濾前后樣品中的懸浮物、COD和石油類含量等項(xiàng)目，結(jié)果見表4、5、6。

表4膜凈化前后樣品懸浮物分析結(jié)果

表5膜凈化前后樣品COD分析結(jié)

表6膜凈化前后樣品石油類含量分析結(jié)果

由表4、5和6可以看出，經(jīng)過濾前后樣品分析結(jié)果可知，過濾效果顯著，懸浮物平均脫除率達(dá)96.38%，COD平均脫除率90.17%，石油類平均脫除率達(dá)89.63%，說明通過無機(jī)膜凈化能夠有效去除電脫鹽污水中的懸浮物、COD及石油類含量。

2.2.2 不同濃縮比考察

（1）濃縮比30%無機(jī)膜過濾連續(xù)運(yùn)行48 h過程中，膜通量基本穩(wěn)定在120 L/m2·h，濃縮比維持在30%，進(jìn)料量450 L/h，流速3 m/s。整體平均跨膜壓差上升了30 kPa，設(shè)定的清洗條件是平均跨膜壓差達(dá)到400 kPa，按照平均跨膜壓差下降趨勢計(jì)算，膜組件清洗周期預(yù)計(jì)超過20 d，數(shù)據(jù)分析見圖3；

圖3濃縮比30%無機(jī)膜組件運(yùn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析

（2）濃縮比40%無機(jī)膜過濾連續(xù)運(yùn)行2.5 h過程中，膜通量基本穩(wěn)定在130 L/m2·h，濃縮比維持在40%，進(jìn)料量390 L/h，流速3 m/s。整體平均跨膜壓差上升了28 kPa，設(shè)定的清洗條件是平均跨膜壓差達(dá)到400 kPa，按照平均跨膜壓差下降趨勢計(jì)算，膜組件的清洗周期預(yù)計(jì)超過1 d，數(shù)據(jù)分析見圖4；

圖4濃縮比40%無機(jī)膜組件運(yùn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析

（4）濃縮比80%無機(jī)膜過濾連續(xù)運(yùn)行23.5 h的過程中，其膜通量緩慢下降，濃縮比維持40%，進(jìn)料量200 L/h，流速3 m/s。整體平均跨膜壓差上升280 kPa，設(shè)定的清洗條件是平均跨膜壓差達(dá)到400 kPa，按照平均跨膜壓差下降趨勢計(jì)算，膜組件的清洗周期在8 h左右，數(shù)據(jù)分析見圖5。

圖5濃縮比80%無機(jī)膜組件運(yùn)行驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析

2.2.3 清洗效果考察膜經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后跨膜壓差達(dá)到清洗條件（400 kPa），采用專門開發(fā)的清洗劑對污染后膜管進(jìn)行清洗，清洗時(shí)長165 min，清洗劑與水配比5:100，清洗劑用量6 L/次，清洗后跨膜壓差恢復(fù)到初始值50 kPa。

3 結(jié)束語

通過無機(jī)膜凈化處理可有效去除中的懸浮物、油類和COD，懸浮物平均脫除率96.38%，油類平均脫除率達(dá)89.63%，COD≯800 mg/L、石油類的含量≯100 mg/L、懸浮物≯100 mg/L，且清澈透明。通過對不同濃縮比進(jìn)行考察實(shí)驗(yàn)，濃縮比30%清洗周期能達(dá)到20天以上，濃縮比40%清洗周期能達(dá)到1 d以上，濃縮比80%清洗周期在8 h左右。由于目前電脫鹽排水性質(zhì)波動(dòng)較大，污水中浮油明顯，浮油會(huì)吸附在膜表面，導(dǎo)致過濾液通量低，提高濃縮比會(huì)加速膜的污染速率。

（3）化學(xué)清洗可完全恢復(fù)膜通量，可確保無機(jī)膜的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。