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蘇州中水回用 中試案例

　　實(shí)驗(yàn)背景：該項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)造紙行業(yè)中水回用項(xiàng)目，日處理量：20000m3/d，廢水來源：經(jīng)該公司污水處理站處理后二沉池出水，后期經(jīng)過：預(yù)處理+UF+RO工藝達(dá)到中水回用，以下為前期中試設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用主體工藝為：砂濾+UF+NF工藝。實(shí)驗(yàn)總共運(yùn)行了65天，每個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況和大家分享如下。

　　1、砂濾系統(tǒng)

　　由于原水的懸浮物較多，水質(zhì)較差，導(dǎo)致砂濾系統(tǒng)污堵較快，致使砂濾的產(chǎn)水對(duì)UF系統(tǒng)的供應(yīng)不足。于是增加砂濾反沖的頻率，將反沖的周期由初始設(shè)計(jì)的1天/次調(diào)整為1 h/次。調(diào)整后，砂濾產(chǎn)水勉強(qiáng)可以保證UF系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　2、UF系統(tǒng)

　　(1)4只UF膜組件(單只膜面積50 m2)的產(chǎn)水量為5.6-6.2 m3/h;濃水量為0.6 m3/h;平均產(chǎn)水率為90 %-91 %。

　　(2)每天進(jìn)行一次維護(hù)洗，包括堿洗和酸洗兩個(gè)步驟。清洗完畢后，壓力會(huì)有所下降，但隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，壓力又會(huì)緩慢上升至初始水平。并且到實(shí)驗(yàn)的后期，壓力會(huì)越來越高，最終只能進(jìn)行化學(xué)清洗。

　　(3)UF實(shí)驗(yàn)總共進(jìn)行了2個(gè)周期，第一個(gè)周期運(yùn)行了28天，第二個(gè)周期運(yùn)行了23天;第二個(gè)周期縮短的原因有兩個(gè)：第一，膜清洗后，沒有完全恢復(fù)到初始水平;第二，實(shí)驗(yàn)后期，疊片過濾器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致膜污染加劇，縮短了膜運(yùn)行的時(shí)間。

　　(4)每個(gè)周期結(jié)束后，對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。包括堿洗(NaOH+NaClO)和酸洗(HCl)兩個(gè)部分。從清洗結(jié)果來看，化學(xué)清洗并不能完全將膜恢復(fù)到初始水平，但已經(jīng)基本洗出，可以進(jìn)行下一個(gè)周期的實(shí)驗(yàn)。

　　3、NF系統(tǒng)

　　(1)6只NF膜(單只膜面積35 m2)的產(chǎn)水量為2.8-3.2 m3/h;濃水量為1.4-1.6 m3/h;產(chǎn)水率為63 %-70 %;

　　(2)每12 h進(jìn)行一次沖洗。具體步驟為利用納濾膜的產(chǎn)水將膜中的濃水置換出來。實(shí)驗(yàn)后期由于膜有結(jié)垢污染，會(huì)適當(dāng)加入HCl進(jìn)行沖洗。用水沖洗，雖然剛沖完后運(yùn)行膜的壓力會(huì)有所下降，但是很快壓力又會(huì)上升(10min左右)，說明該方法不能起到本質(zhì)的作用。

　　用HCl沖洗后，壓力下降幅度較大，而且可以穩(wěn)定運(yùn)行5天左右，對(duì)減輕膜的結(jié)垢問題有一定效果。但是實(shí)驗(yàn)后期每次HCl沖洗后，只能維持1-2天，主要原因還是由于膜結(jié)垢情況越來越嚴(yán)重。

　　(3)總共運(yùn)行了2個(gè)周期，第一個(gè)周期為17天，第二個(gè)周期為34天。

　　第二個(gè)周期運(yùn)行時(shí)間明顯較第一個(gè)周期要長(zhǎng)，主要原因就是第二個(gè)周期引入了HCl沖洗。

　　(4)每個(gè)周期結(jié)束后，對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。化學(xué)清洗包括酸洗(檸檬酸)和堿洗(NaOH+EDTA)兩個(gè)部分。從清洗結(jié)果來看，化學(xué)清洗并不能完全將膜恢復(fù)到初始水平。但是清洗有一定的效果，可以進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

　　以上是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)情況的總結(jié)，具體的實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題總結(jié)如下。

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　1、考察砂濾罐的運(yùn)行穩(wěn)定性及砂濾出水水質(zhì)，優(yōu)化反沖周期;

　　2、考察超濾系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及出水水質(zhì)，優(yōu)化包括反沖頻率、氣擦洗強(qiáng)度、化學(xué)清洗周期等參數(shù);

　　3、考察納濾系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及出水水質(zhì)，優(yōu)化包括回收率、阻垢劑加藥量等參數(shù);

　　4、確定整個(gè)雙膜法系統(tǒng)運(yùn)行的加藥量，核算運(yùn)行成本。

　　二、實(shí)驗(yàn)器材

　　2.1 實(shí)驗(yàn)中所用的設(shè)備

　　2.1.1 超濾系統(tǒng)

　　中空纖維超濾系統(tǒng)主要包括：疊片過濾預(yù)處理系統(tǒng)(精度100 μm)、4只超濾膜組件、氣擦洗及反洗系統(tǒng)。

　　2.1.2 納濾系統(tǒng)

　　納濾系統(tǒng)主要包括：6只8040納濾膜組件以及加藥裝置。

　　超濾系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)的照片如圖2-1和2-2所示，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片如圖2-3所示。

　　圖2-1 超濾系統(tǒng)

　　圖2-2 反滲透系統(tǒng)

　　2.2 實(shí)驗(yàn)中所用的膜

　　實(shí)驗(yàn)中所用的膜主要包括陶氏和九思兩種，具體的參數(shù)如表2-1所示.

　　三、實(shí)驗(yàn)方案

　　3.1 工藝流程

　　本次實(shí)驗(yàn)采用砂濾+疊片過濾+UF+NF的雙膜法工藝，具體工藝流程如圖3-1所示。

　　圖3-1 中水回用工藝流程圖

　　現(xiàn)在的處理工藝是廢水先經(jīng)過生化，再經(jīng)氣浮和芬頓，最終的出水達(dá)標(biāo)排放。最終出水的COD在40 mg/L左右。

　　原計(jì)劃雙膜法采用氣浮出水作為原水，但是由于客戶的原因，只能將二沉池的出水作為原水。由于二沉池的水質(zhì)較氣浮出水的水質(zhì)要差，所以對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性也存在著一定的影響。

　　3.2 各工藝段參數(shù)

　　3.2.1 砂濾參數(shù)

　　砂濾主要砂濾罐和多路閥兩部分組成。

　　(1)砂濾組成：砂濾下層為礫石，直徑4-8 mm，砂濾上層為石英砂，直徑2-4 mm。

　　(2)砂濾產(chǎn)水量：設(shè)計(jì)至少8 m3/h。(但是實(shí)際運(yùn)行只有5-6 m3/h)

　　(3)砂濾反沖周期：1天/1次(但是實(shí)際運(yùn)行過程中，1小時(shí)/反沖一次)

　　3.2.2 疊片參數(shù)

　　疊片過濾器如圖3-3所示

　　圖3-3 疊片過濾器圖片

　　(1)疊片過濾精度：100 μm

　　(2)反洗周期：25 min

　　3.2.3 超濾參數(shù)

　　實(shí)驗(yàn)中超濾采用的是中空纖維膜，具體如圖3-4所示。

　　圖3-4 超濾膜設(shè)備圖片

　　(1)產(chǎn)水量：5.6-6.2 m3/h;濃水量：0.6 m3/h;產(chǎn)水率：90 %-91 %。

　　(2)運(yùn)行參數(shù)：過濾25 min，氣擦洗45 s，排水20 s，正洗10 s，反洗上排15 s，反洗下排15 s，疊片過濾器反洗20 s。

　　(3)維護(hù)洗參數(shù)：24 h進(jìn)行一次維護(hù)洗。包括堿洗和酸洗兩個(gè)步驟。具體步驟如下：

　　堿洗步驟

　　(1)開啟計(jì)量泵和反洗泵，將NaOH+NaClO的混合液3 L左右加入到4只超濾膜組件中;

　　(2)每浸泡5 min氣擦洗一次，總共氣擦洗4次，每次氣擦洗時(shí)間為40-60 s之間;

　　(3)氣擦洗完畢后，用超濾原水將膜沖至中性，進(jìn)行下一步酸維護(hù)清洗。

　　酸洗步驟

　　(1)開啟計(jì)量泵和反洗泵，將1.5 L 左右30 %濃度的HCl加入到4只超濾膜組件中;

　　(2)每浸泡5 min氣擦洗一次，總共氣擦洗4次，每次氣擦洗時(shí)間為40-60 s之間;

　　(3)氣擦洗完畢后，用超濾原水將膜沖至中性，進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn);

　　(4)恒流量考察跨膜壓差的變化趨勢(shì)，待跨膜壓差上升至0.15MPa時(shí)，停機(jī)進(jìn)行化學(xué)清洗。

　　(5)化學(xué)清洗方案：化學(xué)清洗包括堿洗(NaOH+NaClO)和酸洗(HCl)兩個(gè)部分。(具體見下文)

　　3.2.4 保安過濾器參數(shù)

　　實(shí)驗(yàn)中所用保安過濾器如圖3-5所示。保安過濾器內(nèi)裝填的是pp棉。

　　圖3-5 保安過濾器圖片

　　(1)保安過濾器中裝填的pp棉為7只;

　　3.2.5 納濾參數(shù)

　　納濾膜設(shè)備如圖3-6所示。

　　圖3-6 納濾膜設(shè)備圖

　　(1)產(chǎn)水量：2.8-3.2 m3/h;濃水量：1.4-1.6 m3/h;產(chǎn)水率：63 %-70 %;

　　(2)維護(hù)洗參數(shù)：12 h進(jìn)行一次沖洗。具體步驟為利用納濾膜的產(chǎn)水將膜中的濃水置換出來。實(shí)驗(yàn)后期由于膜有結(jié)垢污染，會(huì)適當(dāng)加入HCl進(jìn)行沖洗;

　　(3)恒流量考察跨膜壓差的變化趨勢(shì)，待跨膜壓差上升至0.65MPa左右時(shí)，停機(jī)進(jìn)行化學(xué)清洗。

　　(4)化學(xué)清洗方案：化學(xué)清洗包括酸洗(檸檬酸)和堿洗(NaOH+EDTA)兩個(gè)部分。

　　四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　4.1 系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)分析

　　4.1.1 系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)分析

　　實(shí)驗(yàn)過程中，每天分別對(duì)原水的COD、SS、電導(dǎo)率和pH進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4-1所示。

　　圖4-1 原水水質(zhì)分析圖

　　從圖中可以看出：(1)系統(tǒng)進(jìn)水的COD在80-160 mg/L之間波動(dòng)，波動(dòng)的幅度較大，平均的COD在120 mg/L左右。

　　(2)分析了砂濾出水的SS值隨運(yùn)行時(shí)間的變化。實(shí)驗(yàn)初期進(jìn)水SS波動(dòng)較大，最大可達(dá)75 mg/L，肉眼可見懸浮物明顯。隨著砂濾運(yùn)行的穩(wěn)定，超濾進(jìn)水的SS維持在20 mg/L。砂濾產(chǎn)水渾濁不透明，但無明顯懸浮物。

　　(3)系統(tǒng)進(jìn)水電導(dǎo)率波動(dòng)較大，在1500-3000 μS/cm。根據(jù)分析結(jié)果，來水電導(dǎo)率增大時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)水鈣離子濃度及碳酸根濃度均增大，會(huì)增大系統(tǒng)結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。因此，需根據(jù)進(jìn)水電導(dǎo)率的變化適當(dāng)調(diào)整NF系統(tǒng)的回收率。

　　(4)系統(tǒng)進(jìn)水pH值在7.8-8.2之間呈現(xiàn)無規(guī)律波動(dòng)，對(duì)于膜分離過程來說，原水pH值偏高，高硬度廢水更容易導(dǎo)致納濾膜結(jié)垢。因此，適當(dāng)降低原水的pH值更有利于納濾膜的穩(wěn)定性。

　　4.1.2 系統(tǒng)出水水質(zhì)分析

　　1、COD變化規(guī)律

　　原水經(jīng)過UF+NF系統(tǒng)后，出水的COD變化規(guī)律如圖4-2所示。

　　圖4-2 各工藝段出水COD值變化規(guī)律圖

　　從圖4-2中可以看出一下幾個(gè)方面的問題：

　　(1)原水的COD在120 mg/L左右，波動(dòng)較大;

　　(2)UF產(chǎn)水的COD在110 mg/L左右，UF對(duì)COD的平均去除率在10 %左右;由于UF的主要目的是去除水中的懸浮物，降低濁度。因此，10 %的COD去除率也可以接受。

　　(3)NF產(chǎn)水的COD基本為0，偶爾會(huì)有波動(dòng)，但最高也只有4 mg/L。因此，納濾膜對(duì)該廢水的COD去除效果十分顯著;

　　(4)NF濃水的COD在350 mg/L左右，整個(gè)NF系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)在3倍左右。工程上可以對(duì)NF濃水進(jìn)一步的濃縮，提高水的回收率。最終的濃水可以考慮返回到原水或者進(jìn)一步的濃縮蒸發(fā)處理。

　　2、電導(dǎo)率變化規(guī)律

　　原水經(jīng)過NF系統(tǒng)后，出水的電導(dǎo)率變化規(guī)律如圖4-3所示。

　　圖4-3 各工藝段出水的電導(dǎo)率變化規(guī)律圖

　　從圖4-3中可以看出以下幾個(gè)方面的問題：

　　(1)原水的電導(dǎo)率在1500-3000 μS/cm之間波動(dòng)，平均的電導(dǎo)率在2400 μS/cm左右;波動(dòng)范圍較大;

　　(2)NF產(chǎn)水的電導(dǎo)率維持在240 μS/cm左右，NF的產(chǎn)水電導(dǎo)較為穩(wěn)定;(3)NF濃水的平均電導(dǎo)率在6000 μS/cm左右，NF濃縮3倍左右。

　　3、硬度變化規(guī)律

　　原水經(jīng)過NF系統(tǒng)后，出水的硬度變化規(guī)律如圖4-4所示。

　　圖4-4 各工藝段出水的硬度變化規(guī)律圖

　　從圖4-4中可以看出以下幾個(gè)方面的問題：

　　(1)原水的硬度在6-12 mmol/L之間波動(dòng)，平均硬度在8 mmol/L左右;

　　(2)NF產(chǎn)水的硬度在0.3-2 mmol/L之間波動(dòng)，但除了幾個(gè)點(diǎn)較高外，均在1 mmol/L以下;NF系統(tǒng)對(duì)硬度的去除效果很好。

　　(3)NF濃水的硬度在16-30 mmol/L之間波動(dòng)，平均硬度在20 mmol/L左右。

　　4.2 超濾實(shí)驗(yàn)

　　4.2.1 超濾運(yùn)行情況

　　超濾的跨膜壓差和產(chǎn)水、濃水流量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖4-5所示。

　　圖4-5 超濾跨膜壓差和濃產(chǎn)水流量隨時(shí)間的變化規(guī)律圖

　　從圖4-5中可以看出以下幾個(gè)方面的問題：

　　(1)UF總共運(yùn)行了2個(gè)周期，圖中綠線為兩個(gè)周期的分界線。第一個(gè)周期壓力從0.04 MPa上升至0.15 MPa后開始對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗;第二個(gè)周期壓力從0.06 MPa上升至0.15MPa后開始對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。

　　(2)第一個(gè)周期總共運(yùn)行了28天，0-175 h之間時(shí)，壓力上升較快，原因是由于剛開始只采用NaClO進(jìn)行維護(hù)洗;175-550 h之間時(shí)，壓力處于波動(dòng)狀態(tài)，每天進(jìn)行維護(hù)清洗后，壓力會(huì)下降到初始水平，原因是由于在這段時(shí)間不僅采用NaClO，而且采用HCl進(jìn)行維護(hù)清洗，清洗的強(qiáng)度明顯增大;但是在該階段后期，壓力有較為明顯的上升;于是在550-650 h之間時(shí)，在堿洗時(shí)，加入了一定量的NaOH，剛開始清洗后壓力有所下降，但是后期壓力依然上升較快，待壓力到達(dá)0.15 MPa時(shí)，停機(jī)進(jìn)行化學(xué)清洗。

　　(3)第二個(gè)周期總共運(yùn)行23天，運(yùn)行時(shí)間比第一個(gè)周期要短。且從剛開始就一直采用NaOH+NaClO堿洗和HCl酸洗的清洗方法，壓力也是一直呈現(xiàn)波動(dòng)的狀態(tài)，基本穩(wěn)定在0.1 MPa左右;實(shí)驗(yàn)后期壓力依然上升較快，待壓力到達(dá)0.15 MPa時(shí)，停機(jī)進(jìn)行化學(xué)清洗。

　　第二個(gè)實(shí)驗(yàn)周期比第一個(gè)周期要短的原因主要有兩個(gè)方面：(1)膜清洗后，第二個(gè)周期的起始?jí)毫?.06 MPa，較第一個(gè)周期的起始?jí)毫?.04 MPa要高;(2)該周期在運(yùn)行過程中，由于疊片過濾器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致UF進(jìn)水的濁度變高，膜污染速度加快。但這個(gè)原因可能是導(dǎo)致第二個(gè)周期時(shí)間變短的主要原因。

　　(4)UF產(chǎn)水的平均流量在5.6 m3/h左右，但是從圖中可以看出，在實(shí)驗(yàn)的后期一段時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)水流量只有4-5 m3/h之間，且壓力上升較快(見圖4-5中的A點(diǎn)處)。分析原因還是由于疊片過濾器損壞導(dǎo)致膜的污染程度加重。

　　(5)UF濃水的流量控制在0.6 m3/h，整個(gè)UF系統(tǒng)的產(chǎn)水率控制在90 %以上。

　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，超濾的產(chǎn)水率如圖4-6所示。從圖中可以看出，超濾的平均產(chǎn)水率在90 %左右。

　　圖4-6 超濾的產(chǎn)水率圖

　　在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，每天對(duì)UF產(chǎn)水的濁度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體的檢測(cè)數(shù)據(jù)如圖4-7所示。

　　圖4-7 超濾的產(chǎn)水濁度監(jiān)測(cè)圖

　　從圖4-7中可以看出，UF產(chǎn)水的濁度基本在1 NTU以下(UF產(chǎn)水均﹤1 NTU，如果﹥1 NTU，可以考慮是不是系統(tǒng)何處出了問題)。但是期間濁度有超過1 NTU的情況存在。

　　分析原因主要有兩個(gè)方面。

　　(1)29-32天之間是由于UF產(chǎn)水罐結(jié)垢情況嚴(yán)重，在水流的沖刷下脫落，導(dǎo)致UF產(chǎn)水的濁度升高(由于是從UF產(chǎn)水桶中取樣);

　　(2)實(shí)驗(yàn)后期，由于一個(gè)氣動(dòng)閥門出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致少量的砂濾產(chǎn)水沒有經(jīng)過膜過濾，直接進(jìn)入了UF的產(chǎn)水桶，致使?jié)岫壬摺?/p>

　　4.2.2 超濾洗膜情況

　　超濾洗膜主要包括堿洗和酸洗兩個(gè)部分。具體的清洗步驟如下。

　　1、堿洗步驟

　　(1)加藥劑清洗前，先用清水將膜中的原水和濃水沖洗干凈后，再將設(shè)備中的水排凈;

　　(2)配制堿洗藥劑：將NaOH和NaClO(濃度均在30 %左右)各3L加入到300-400 L的清水中，配制成堿溶液;

　　(3)先將堿溶液在膜中循環(huán)2 h，完畢后，浸泡1 h。再對(duì)膜進(jìn)行氣擦洗，每次浸泡5 min，氣擦洗50 s，重復(fù)4次。氣擦洗完畢后，再循環(huán)1h。

　　(4)清洗完畢后，利用清水對(duì)膜進(jìn)行沖洗，直至中性。下一步進(jìn)行酸洗。

　　2、酸洗步驟

　　(1)加藥劑清洗前，先將設(shè)備中的水盡量排凈;

　　(2)配制酸洗藥劑：將3 L30 %左右濃度的HCl配制成300-400 L的酸洗溶液;

　　(3)先將酸溶液在膜中循環(huán)2 h，完畢后，浸泡1 h。再對(duì)膜進(jìn)行氣擦洗，每次浸泡5 min，氣擦洗50 s，重復(fù)4次。氣擦洗完畢后，再循環(huán)1h;

　　(4)清洗完畢后，利用清水對(duì)膜進(jìn)行沖洗，直至中性。清洗完畢后，進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

　　3、清洗結(jié)果

　　分別進(jìn)行堿洗和酸洗后，開始進(jìn)行下一個(gè)周期的實(shí)驗(yàn)。新膜的產(chǎn)水量為6 m3/h時(shí)，跨膜壓差為0.04 MPa;清洗完畢后，產(chǎn)水量為6 m3/h時(shí)，跨膜壓差為0.06 MPa。

　　從清洗結(jié)果來看，化學(xué)清洗并不能完全將膜恢復(fù)到初始水平，但已經(jīng)基本洗出，可以進(jìn)行下一個(gè)周期的實(shí)驗(yàn)。

　　4.2.3 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題

　　問題一：UF進(jìn)水供應(yīng)不足，導(dǎo)致經(jīng)常需要停開機(jī)，影響運(yùn)行的時(shí)間

　　超濾進(jìn)水供應(yīng)不足的主要原因是由于砂濾的產(chǎn)水不夠。砂濾的供水泵的流量為10 m3/h，理論上可以滿足砂濾產(chǎn)水8 m3/h以上的要求。但是由于原水水質(zhì)較差，固體顆粒和懸浮物較多，導(dǎo)致砂濾污堵較快。

　　針對(duì)這一情況，增加了砂濾反沖的頻率。系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)砂濾的反沖周期為1天/次，但是砂濾的產(chǎn)水越來越小，根本無法滿足超濾的進(jìn)行要求。于是將砂濾的反洗周期改為1h/次，勉強(qiáng)能夠滿足超濾的進(jìn)水流量要求。

　　問題二：中間水罐結(jié)垢，導(dǎo)致產(chǎn)水濁度升高

　　由于超濾的產(chǎn)水濁度﹥1NTU，懷疑是超濾膜膜絲出現(xiàn)斷絲的情況。于是分別對(duì)4只膜組件的產(chǎn)水和4只膜的總產(chǎn)水以及超濾產(chǎn)水罐中的產(chǎn)水進(jìn)行取樣，分析濁度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)四支超濾膜產(chǎn)水濁度和總的產(chǎn)水濁度均﹤1NTU，分別為0.57 NTU、0.47NTU、0.51 NTU、0.41 NTU，而超濾產(chǎn)水罐中水的濁度為1.57 NTU。膜的情況良好，說明并不是膜絲斷裂的原因。

　　原因可能是由于超濾產(chǎn)水罐長(zhǎng)期使用，導(dǎo)致大量結(jié)垢，在水的沖刷下會(huì)有大量的垢溶出，導(dǎo)致濁度上升。同時(shí)也導(dǎo)致納濾的進(jìn)水濁度偏高，大大地縮短了pp棉的使用壽命。(第一次pp棉使用時(shí)間為一個(gè)月，但是濁度上升后，使用時(shí)間只有一周左右)

　　問題三：氣動(dòng)閥門出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致部分砂濾產(chǎn)水直接進(jìn)入超濾產(chǎn)水罐，使納濾進(jìn)水的濁度上升。

　　由于氣動(dòng)閥門質(zhì)量問題，經(jīng)過一段時(shí)間使用后，閥門的閥芯出現(xiàn)裂縫，從而導(dǎo)致一部分砂濾產(chǎn)水直接進(jìn)入超濾產(chǎn)水罐。

　　由于只是閥芯出現(xiàn)裂縫，管路并沒有漏水;另外期間一直以為還是由于中間水罐結(jié)垢導(dǎo)致產(chǎn)水濁度升高。致使我們沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)該問題，結(jié)果超濾產(chǎn)水罐中的濁度﹥2NTU。

　　出現(xiàn)的后果是pp棉3-5天即需要更換一次，而正常情況下pp棉可以使用一個(gè)月。后將閥門更換，系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)正常。

　　問題四：疊片過濾器故障，導(dǎo)致超濾污染速度加快，致使第二個(gè)周期運(yùn)行時(shí)間縮短。

　　由于長(zhǎng)期對(duì)疊片過濾器進(jìn)行反沖，導(dǎo)致其頂部嚴(yán)重變形，如右圖所示。這樣導(dǎo)致疊片過濾器在整個(gè)系統(tǒng)中沒有起到去除懸浮物的作用，致使超濾膜污染迅速。剛剛洗完的膜，運(yùn)行壓力為0.06 MPa，2天壓力即上升至0.15MPa，而且采用日常的維護(hù)清洗后，壓力雖然下降，但是很快就上升的很高。后將該問題排除后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。

　　該問題側(cè)面也反應(yīng)出了疊片過濾器在整個(gè)系統(tǒng)中的重要作用，它對(duì)于一些大顆粒的懸浮物雜質(zhì)的去除效果十分顯著，是整個(gè)系統(tǒng)中必不可少的一部分。

　　4.3 納濾實(shí)驗(yàn)

　　4.3.1 納濾運(yùn)行情況

　　實(shí)驗(yàn)過程中，分別對(duì)跨膜壓差和濃產(chǎn)水流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體如圖4-8所示。

　　圖4-8 NF跨膜壓差和濃產(chǎn)水流量變化規(guī)律圖

　　從圖4-8中可以看出以下幾個(gè)方面的問題：

　　(1)整個(gè)納濾膜實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)周期，以圖中綠線為分界線;

　　(2)第一個(gè)周期運(yùn)行了14天左右，跨膜壓差從0.35 MPa上升至0.65 MPa后，對(duì)納濾膜系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。清洗完畢后進(jìn)行第二個(gè)周期的實(shí)驗(yàn);

　　(3)如圖4-8中第一個(gè)周期實(shí)驗(yàn)，在58 h-91 h時(shí)間段，提高高壓泵頻率，提高水回收率至76 %左右，但是壓力上升較快。于是又將水回收率降至70 %左右。在332-356 h時(shí)間段，提高產(chǎn)水量至3.6 m3/h，但是產(chǎn)水量下降較快，運(yùn)行穩(wěn)定性較之前變差，于是又將產(chǎn)水量降低至3.0 m3/h左右;

　　(4)累積時(shí)間356 h后，第一次進(jìn)行化學(xué)清洗，包括堿洗和酸洗兩個(gè)部分。清洗完畢后運(yùn)行壓力降至0.48 MPa，膜性能基本得到恢復(fù)，產(chǎn)水量和截鹽率保持穩(wěn)定;

　　(5)第二個(gè)周期實(shí)驗(yàn)開始一段時(shí)間后，跨膜壓差也很快上升(同第一個(gè)周期)。由于考慮納濾膜的污染主要是CaCO3結(jié)垢導(dǎo)致，于是在每天的沖洗水中加入適量的HCl(pH在2-3左右)進(jìn)行沖洗(第一個(gè)周期只用納濾產(chǎn)水進(jìn)行沖洗)。每次沖洗后，壓力都能恢復(fù)到初始水平。

　　(6)從圖4-8中A點(diǎn)處開始加HCl沖洗，剛開始用HCl沖洗一次后，可以維持5天左右(從圖4-8中A點(diǎn)到B點(diǎn))，沖洗效果很好。但是到實(shí)驗(yàn)后期，沖洗后維持的時(shí)間越來越短，沖洗的頻率不斷增加。最后基本上是1-2天需要加HCl清洗一次。

　　分析原因：隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，膜的結(jié)垢量越來越大，一次沖洗不能完全將垢完全沖干凈，即使能將垢沖干凈，也勢(shì)必需要增加HCl的加入量和沖洗頻率。

　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，納濾的產(chǎn)水率如圖4-9所示。從圖中可以看出，納濾的平均產(chǎn)水率在65 %左右。

　　圖4-9 NF產(chǎn)水率隨時(shí)間的變化規(guī)律圖

　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，納濾的截留率如圖4-10所示。從圖中可以看出，納濾的平均截留率在90 %左右。

　　圖4-10 NF截留率隨時(shí)間的變化規(guī)律圖

　　4.3.2 納濾洗膜情況

　　納濾洗膜主要包括堿洗和酸洗兩個(gè)部分。具體的清洗步驟如下。

　　1、堿洗步驟

　　(1)加藥劑清洗前，先用清水將膜中的濃水沖洗干凈后，再將設(shè)備中的水排凈;

　　(2)配制堿洗藥劑：用NaOH+1 %EDTA配制成堿溶液，pH控制在10-11之間;

　　(3)將堿溶液在膜中循環(huán)1 h后，停止清洗;

　　(4)清洗完畢后，利用清水對(duì)膜進(jìn)行沖洗，直至中性。下一步進(jìn)行酸洗。

　　2、酸洗步驟

　　(1)加藥劑清洗前，先將設(shè)備中的水盡量排凈;

　　(2)配制酸洗藥劑：加入一定量的檸檬酸，將酸溶液調(diào)節(jié)pH至3-4之間;

　　(3)將酸溶液在膜中循環(huán)1 h后，停止清洗;

　　(4)清洗完畢后，利用清水對(duì)膜進(jìn)行沖洗，直至中性。清洗完畢后，進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

　　3、清洗結(jié)果

　　分別進(jìn)行堿洗和酸洗后，開始進(jìn)行下一個(gè)周期的實(shí)驗(yàn)。洗膜前跨膜壓差為0.65 MPa;清洗完畢后，跨膜壓差降至0.47 MPa。但是初始的跨膜壓差只有0.35 MPa。

　　從清洗結(jié)果來看，化學(xué)清洗并不能完全將膜恢復(fù)到初始水平。但是清洗有一定的效果，可以進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

　　4.3.3 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題

　　問題一：由于UF產(chǎn)水濁度升高，導(dǎo)致pp棉污染加劇

　　上文中提到，由于一個(gè)氣動(dòng)閥門出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致一部分原水直接進(jìn)入超濾產(chǎn)水桶中，致使產(chǎn)水濁度有原來的﹤1NTU上升至2-3 NTU。從而導(dǎo)致pp棉污染速度很快，平均一周就需要更換一次。(保安過濾器前壓力0.2 MPa，出來的壓力幾乎為0，說明pp棉已經(jīng)完全污堵)

　　后將閥門跟換后，系統(tǒng)運(yùn)行正常。

　　問題二：由于pp棉污堵，致使阻垢劑的使用量大大增加。

　　由于pp棉嚴(yán)重污堵，導(dǎo)致保安過濾器出水很小。但是高壓泵壓力很高，導(dǎo)致加藥泵的加藥速度增快，致使阻垢劑的使用量大大增加。

　　將pp棉更換后，系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)正常。

　　問題三：水中鈣含量較高，納濾膜結(jié)垢嚴(yán)重。

　　由于原水中鈣含量較高，平均硬度在8 mmol/L左右，而且原水的pH在8左右，更加劇了納濾膜的結(jié)垢。

　　為了解決納濾膜的結(jié)垢問題，實(shí)驗(yàn)中主要采用了兩個(gè)方法。

　　(1)采用酸溶液對(duì)已經(jīng)結(jié)垢的膜進(jìn)行沖洗。雖然沖洗完畢后，膜的性能可以恢復(fù)，但是很快又會(huì)上升。而且實(shí)驗(yàn)后期，酸的加入量和沖洗頻率均升高。因此，該方法并不能從根本上解決納濾膜的結(jié)垢問題。

　　(2)由于原水的pH在8左右，加劇了納濾膜的結(jié)垢。于是試圖將原水的pH調(diào)至中性或弱酸性，這樣勢(shì)必會(huì)減緩納濾膜的結(jié)垢問題。

 

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