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本文以首钢污水处理厂的回用水(冶金污水)为水源,应用膜技术制备除盐水。通过工业性试验,验证了超滤(UF)出水能保证其浊度<0.2NTU,污染指数SDI<2,从而可以保证反渗透(RO)的长期连续稳定运行,这样一来确定除盐水工艺流程为超滤+反渗透(UF+RO)。
依据以上确定的工艺流程,对首钢污水回用制备除盐水展开了工程设计方面的研究:
1选用以色列生产的ARKAL盘式(叠片)过滤器作为超滤的预过滤,配置了海德能(Hydranautics)中空超滤膜(HYDRAcap60)和陶氏(DowChemical)MEMBRANETECTMB30-400反渗透膜装置,以及为其服务的加药系统、清洗系统和供配电及自动化控制系统。
2针对初期调试中出现的原水中铝盐超标污堵RO膜的情况,先后使用了试验机进行了加FeCl3凝聚、加酸调节pH值、加酸/碱快冲等工艺试验,并且引入系统设备进行调试,并配合必要的取样化验,最终确定采用加酸/碱快冲等工艺措施,可使系统达到稳定运行。
3针对运行中出现的超滤膜污染严重、化学清洗频繁、且清洗效果较差的问题,分五个阶段进行了调试:
第一阶段:用砂滤代替盘滤,配以NaClo循环清洗。结果,清洗效果差,没有恢复膜性能。
第二阶段:原水中添加FeCl3和活性碳,配以透膜清洗和空气辅助反洗(AEB)。
从TMP降低的情况看,酸性溶液透膜清洗效果较好,碱性溶液透膜清洗效果次之;空气辅助反洗效果不明显。
第三阶段:根据前期试验数据重复性差的情况,经分析是铝离子的存在浓度和pH值的无规律波动造成的,并针对铝离子有机物(微生物)和其它悬浮物对膜的污染,进行了添加硅藻土的试验,空气辅助反洗效果非常好。
第四阶段:通过砂滤预过滤试验,证实了悬浮物是造成UF膜污染的主要因素。
第五阶段:进行了生物污染影响的试验,说明生物污染是超滤污堵的重要因素。根据试验结果对系统进行调整,增加了FeCl3加药设备,增加化学清洗和透膜清洗措施。
最终,将超滤+反渗透膜技术成功应用于首钢污水回用制备除盐水的工程中,使除盐水系统达到长期连续稳定运行,为首钢的工程设计提供了工程实例。