膜技術(shù)在水廠排泥水處理中的應(yīng)用
1 裝置及流程
1.1 工藝流程
工藝流程見圖1
.gif) |
吸泥井內(nèi)的沉淀池排泥水經(jīng)潛水泵提升進(jìn)入膜反應(yīng)器(將膜組件完全浸沒)，在此完成固液分離。膜反應(yīng)器出水流量為17m3/d，采用間歇運行方式運行，即水泵每運行12min停止運行2min。在停止運行時進(jìn)行曝氣(對膜表面吹掃)以防止污泥顆粒在膜表面堆積。此外，在運行過程中定期用濾出水對膜組件反沖，反沖周期約為48h。在試驗過程中定時采樣進(jìn)行水質(zhì)分析。
1.2 膜反應(yīng)器
試驗用膜為聚乙烯中空纖維膜(運行壓差＜40kPa，最大反沖洗壓力＜20kPa)，將其封裝成為膜組件(膜面積為40m2)后放入一金屬容器內(nèi)(面積為.28m2，總高度為3.0m，有效容積為3.0m3)。膜內(nèi)部連通并接至水泵吸入口，在外部大氣壓和水泵抽吸所形成的負(fù)壓作用下膜的內(nèi)外兩側(cè)形成壓差(膜壓)，在膜壓作用下水中粒徑＜0.4μm的物質(zhì)被分離出來，而污泥被截留于反應(yīng)器中。濃縮污泥根據(jù)其濃度定期排放(含水率達(dá)到97%時自動排放，含水率＞98.5%時停止排放)。
2 運行情況與分析
試驗表明，膜對懸浮顆粒及膠體截留效果好(截留率＞99%)，排泥被顯著濃縮(進(jìn)泥濃度愈高，濃縮效果愈好)。
膜濾出水濁度能始終保持較低水平(＜0.35NTU)，濾出水濁度變化見圖2。
.gif) |
在試驗過程中膜通量［最佳膜通量為0.38m3/(m2·d)］會有所下降，這是由于膜面發(fā)生了濃差極化和受到了污染所致。此外，它也與進(jìn)水溫度有關(guān)。為降低制水成本應(yīng)采取措施以防止膜通量下降。
筆者在膜反應(yīng)器中安裝了曝氣裝置，曝氣可產(chǎn)生紊流，適度振動中空纖維膜，并推動水流沖刷膜表面使已沉積的顆粒返回流體，從而有效地減輕膜面物料的積累。另外，定期進(jìn)行反沖洗可有效地減輕濃差極化，延緩膜污染。浸入式中空纖維膜除了定期進(jìn)行反沖洗以外，當(dāng)橫跨膜壓力比最初值高20kPa時，須用化學(xué)藥劑對膜表面進(jìn)行逆流清洗。膜表面附著的主要是無機(jī)鐵鹽，所以清洗劑以酸液為主，經(jīng)化學(xué)清洗后膜通量的恢復(fù)率＞99%。
水溫對膜通量有影響(溫度降低，膜通量下降)，如水溫為5℃時的膜通量比水溫為20℃時下降30%左右。因此，當(dāng)原水水溫較低時應(yīng)采取適當(dāng)加熱措施。
膜裝置的動力設(shè)備為水泵和鼓風(fēng)機(jī)，運行過程中能耗為1.5(kW·h)/m3(制水成本約為0.68元/m3)。
試驗裝置對水中污染物具有良好的去除效果，膜濾出水水質(zhì)優(yōu)于國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。
表1 水質(zhì)對比表
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 結(jié)論
① 浸入式中空纖維膜對排泥水的濃縮效果非常明顯，經(jīng)膜過濾處理后排泥含水率＜98%，優(yōu)于重力濃縮池。
② 水廠排泥水的膜濾出水水質(zhì)優(yōu)于國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，分離后的污泥可排入污泥調(diào)節(jié)池以進(jìn)行后續(xù)脫水處理，其經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益顯著。
③ 膜裝置占地少、工藝簡潔、無需加藥和預(yù)處理，易于自動化管理。
④ 對膜裝置采取一系列恢復(fù)膜通量的措施可有效地減輕濃差極化，延緩膜污染，化學(xué)清洗使膜通量恢復(fù)率＞99%。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
