超滤作为反渗透预处理措施在钢铁厂污水深度处理中应用.pdfVIP

第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 超滤作为反渗透预处理措施在钢铁厂污水深度处理中的应用 高嵩1，于海琴1，陈福泰2 (1．北京交通大学463信箱市政环境工程系，北京100044：2．膜技术研发与应用中心，清 华大学环境科学与工程系，北京100084) 1．课题背景 工业污水再生利用是缓解我国用水资源紧张和水环境污染的有效途径。铁厂 污水具有水量大，便于回用的特点，而应用超滤／反渗透处理钢铁厂污水厂出水， 可以作为锅炉补给水处理系统的给水、循环水的补充水，具有良好的经济效益和 社会效益。 为考察超滤／反渗透集成膜工艺在钢铁厂污水回用中的稳定与工程效果，同 时研究运行过程中超滤膜的污染情况，并确定最佳的清洗药剂和药剂浓度，于 2004年5—8月，在邯郸钢铁公司进行了超滤／反渗透污水深度处理并回用的中试 研究。 2试验装置与研究方法 2．1试验装置 中试在邯郸钢铁厂污水处理厂进行，中试原水采用邯钢污水处理厂的二级出 水。 原水为邯钢污水厂出水，超滤出水用作反渗透的原水和超滤膜的反冲洗水。 采用气、水反冲洗控制超滤膜污染。超滤膜采用抽吸式聚偏氟乙烯中空纤维膜， 12m2，过滤方式为错流过滤，设计处理能力为 孔径为0．04pro，有效膜面积为1 2m3／h，回收率为90％。 2．2研究方法 测定的水质指标主要有：浊度(HACH2100P)，SDI(便携SDI仪)，电导 (6P水质分析仪)。 2试验结果与讨论 2．1浊度的去除 悬浮颗粒和胶体是堵塞RO膜的主要因素。试验期间，原水的浊度为 几乎为100％。这是由于超滤膜的孔径较小，可以在不投加任何药剂的情况下， 截留水中几乎全部的胶体和悬浮颗粒物。超滤的采用有效克服了传统预处理中化 学药品用量大、无法彻底去除水中生物絮体和胶体物质的弊端，为反渗透提供了 良好的预处理。 2．2SDI的变化 SDI值(淤泥密度指数)是表征RO系统进水水质的重要指标。试验中，对超 滤出水的SDI值进行了检测，频率为每三天一次。 SDI随时间的变化情况如图3所示，在超滤系统运行期间，SDI比较稳定， 基本在l～2之间浮动，符合反渗透进水SDI值小于3的要求。 第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集 滤不能对出水的电导和TDS与进水没有显著差异，主要是由于超滤受到过滤孔 径的限制，无法去除水中溶解性离子。 综上所述，超滤可有效去除原水中的浊度，对有机物也有较好的去除效果。 3．膜污染与清洗情况 试验期间，超滤产水量始终保持在2m3／h。 试验期间，对设备每周进行维护性清洗，同时在生产过程中进行反冲洗和气 擦洗。由图4我们可以看到，在系统运行初期，透膜压力始终保持在比较低的范 围内，变化比较平缓。在试验的30—34天进行了水力峰值试验，将产水量提升 行至58天，使用盐酸进行了在线化学清洗。压差由25KPa降至15KPa。 试验进行至100天时，透膜压力出现高位报警，一个生产周期结束，需要对 膜进行化学清洗。 化学清洗的流程为：将水箱中的水全部放干后，注入干净水，将大部分药剂 溶入膜箱中，-d,部分溶入中间水箱，保持膜箱与中间水箱的浓度一致，反洗5 分钟，主体水箱浸泡4到6个小时，再将水排净，注入原水，重新进行生产。 试验末期分别应用柠檬酸和次氯酸钠进行化学清洗，应用柠檬酸进行化学清 洗，过滤压差由51KPa降低至31KPm而应用次氯酸钠进行二次清洗时，过滤 压差降从31KPa低至18KPa。二者清洗效果较为显著。从化学清洗所取得的效 果来看，污染的成因是水中金属盐类在膜丝表面结垢以及微生物污染。 从试验设备的运行情况可以看出，超滤设备在保证处理效果的同时，能够维 持长达三个月的生产周期。 综上所述，超滤工艺能有效去除原水中的悬浮物和胶体物质，克服了传统反 渗透预处理工艺无法彻底去除水中生物絮体和胶体物质的弊端，延长了反渗透膜 的清洗周期和使用寿命，是一种理想的反渗透预处理工艺。 4结论 (1)应用超滤作为反渗透的预处理措施，来处理钢铁污水厂的二级出水， 产水水质能控制在比较稳定的区域，主要技术指标能够符合反渗透的技术要求， 浊度的去除率达到95％以上，出水的SDI值保持在3以下。 (2)在处理钢铁污水厂二级出水的时候，超