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双膜法用于冶炼企业废水处理及中水回用

http://www.water.hc360.com2017年12月12日09:37 来源:中国科技博览T|T

    慧聪水工业网 冶炼工业每年消耗新水和排放废水的量相当大,冶炼企业如何降低新水的使用量、减少废水排放量是很严峻的问题。双膜法是当前较为先进的一种污水处理工艺。因此,本文首先简述了双膜法的相关内容,重点对其工艺流程进行分析,并总结了双膜法应用于冶炼企业废水处理及中水回用中产生的效益,希望给相关人员提供帮助。

双膜法

    冶炼废水的特点是重金属含量高、水质成分复杂、含盐量高、污染严重,这给废水的回收利用带来一定的困难,其对废水再生回用工艺的要求也更高。膜分离技术具有无相变、节能高效、无二次污染、运行维护方便等诸多优点,因此,双膜法工艺的出现给冶炼废水的回收利用带来了新的曙光,并得到业内的广泛认可。基于此,本文对双膜法在冶炼企业废水处理及中水回用中的应用进行研究具有非常重要的意义。

    1.双膜法相关内容概述

    1.1 双膜法简介

    双膜法水处理工艺,是在先进的膜科技基础长提出的全新水处理工艺,可使大部分的工业污水得到回用,它将不同的膜工艺有机的组合在一起,对污水进行合理的深度处理,使其达到较高的水质标准,回用至锅炉补给水系统以及循环水补水,由传统意义的“污水处理”转变为“污水回用”,实现了真正意义上的污水回用。

    1.2 双膜法工艺的提出和难点分析

    冶炼企业废水是典型的结垢性和腐蚀性工业废水,含有大量的铅、锌、铜等重金属离子,常规的处理工艺满足不了《铅、锌工业污染物排放标准》以及《工业循环冷却水处理设计规范》中再生水水质标准要求。因此,为应对日益严格的环保要求,符合铅锌行业准入条件,尽可能实现废水零排放目标,就可以采用超滤(UF)-反渗透(RO)双膜法工艺。

    采用双膜法对此类废水进行回用处理,难点在于原水硬度较高,不利于膜系统的长期稳定运行,并且反渗透浓水中污染物浓度须满足污染物排放标准相关规定,故在工艺设计时重点就是降低水的硬度以及重金属浓度。

    2.双膜法工艺流程分析

    2.1 预处理工艺

    多介质过滤器的预处理工艺,能够去除残留水中大部分悬浮物、胶体、色度、浊度及部分有机物等,有效地保护“UF+RO”的双膜法系统的长期稳定运行。在预处理过程中设置了微絮凝反应和粉末活性炭吸附两个工艺过程。

    其中微絮凝过滤能使混凝剂与原水通过管道混合器快速混合在水中形成细小的微絮体(1-50μm),另外,还在超滤装置前设置过滤精度为100μm的叠片式过滤器作为超滤装置的保安过滤器,这样就能有效防止较大的絮体进入超滤系统,进而避免了滤膜堵塞现象的发生。

    粉末活性炭能吸附处理水中的油及有机物,保障超滤设备更加安全,提高超滤设备的出水水质。粉末活性炭加入量由调试中实际的排放污水含油量及有机物含量决定,加入的活性炭由叠片式自清洗过滤器清洗去除。

    2.2 超滤系统

    反渗透的主要目的是去除废水中的细小悬浮物、胶体微粒和细菌等杂质,其去除效果稳定,可以完全去除不溶解的物质,使得产水的SDI<3,浊度<0.1NTU,可降低反渗透装置被颗粒物污染的风险,使得反渗透的设计水通量适当增加。

    超滤供水泵采用变频控制,水泵出口设置了150μm的自清洗过滤器,以避免大颗粒堵塞超滤膜。每套超滤进水阀均为气动调节阀,确保恒流量供水。在运行过程中,根据进水阀门开度情况适当调整超滤供水泵电机频率。其运行方式为错流过滤,水流沿膜壁方向冲刷覆盖膜表面的杂质,使杂质累积受到限制,水的渗透流量可以保持稳定。

    超滤装置经过一定时间的运行后,膜表面会积累少量的污垢,为保持膜组件的通量,采用定时反冲洗方法去除膜表面污染物。反冲洗水使用超滤滤后水,一般情况下超滤反洗周期为1次/30min,每次反洗60s左右,同时1——2天进行一次通量维护措施,清洗历时1h。可以有效控制膜污染,延长化学清洗周期,对膜稳定运行具有重要意义。

    2.3 反渗透系统

    反渗透水处理技术原理是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性,不但可以去除水中铅、锌、铜、镍、镉、铬等重金属,还可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质,具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。

    在正常运行一定时间后,反渗透膜会受到进水中胶体或极少量溶解物的污染。化学清洗是恢复膜性能的有效措施。化学清洗药剂类型取决于污染物的特性。通常低pH清洗溶液用于去除类似于矿物质结垢污染物,而高pH清洗溶液用于去除类似于油类、生物类和有机类污染物质。反渗透清洗采用手动清洗方式,化学清洗频率取决于进水中的污染条件,清洗频率一般为1次/60-90天。

    3.应用双膜法产生的效益

    3.1 经济效益

    双膜法污水回用实施不仅可以解决废水排放的环保问题,还可以促进水资源的良性循环,大大节约原水的消耗量。此外,由于污水回用装置产品水的含盐量低,可以大大节约完全脱盐的成本,减少原有化学水系统的运行维护费用和离子交换设备的酸碱排放。因此,双膜法污水回用具有显著的经济效益。

    3.2 环境效益和社会效益

    双膜法中超滤装置排放的污水经中和后,排入污水处理厂继续处理,达标后即可排放;反渗透系统排放的废水水质符合国家二类水体排放标准,可以直接排放。因此,双膜法工艺能有效降低污水的排放量,使环境得到根本的保护。

    结束语

    综上所述,以超滤、反渗透为主体工艺的双膜法工艺在冶炼企业废水处理及中水回用的应用,具有良好的效果,不仅能够减少污水的排放,起到保护环境的作用,而且使水资源得到良性循环,具有显著的经济效益。随着科学技术以及冶炼行业的发展,相信该工艺会得到进一步的完善,同时也会有更多新的工艺被研究出来并应用到工业污水处理中。

 

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责任编辑:童志威

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