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江蘇銘盛環境

海水淡化工藝中超濾膜污染與清洗

文章出處:未知發表時間:2021-12-28 16:07:23


 

圖片1 

 

  淡水資源短缺不斷限制社會經濟的開展,在一些沿海城市問題更為突出,隨著科學技術的開展沿海城市能夠經過海水淡化技術處理淡水資源短缺的問題。超濾膜和反浸透膜相分離的雙膜法,是海水淡化中應用最為普遍的生產工藝。由于超濾膜處置前端原海水,易形成膜污染。

 

  超濾膜組運轉原理是一種膜別離過程,超濾膜在外界壓力作用下截留水中膠體堯顆粒和分子量相對較高的物質,而水和分子量小的溶質透過膜,到達物質別離過濾的目的。在運轉過程中,膠體堯溶解度較低的無機鹽堯溶解性有機物等物質會吸附堆積在膜外表,形成膜組的外部梗塞,從而增大運轉過程中的阻力,假如污染物堆積在膜絲的內部,將降低膜組的產水才能。

 

  在膜法海水淡化生產中,對超濾膜實施有效的清洗維護,可有效延長膜組的運用壽命,提升產生率和產水水質。超濾膜的清洗主要有反沖洗,酸堿加藥洗,主要去除膜外表的無機鹽,有機物,膠體等污染物。

 

  北方某沿海城市運用雙膜法海水淡化工藝,日產10萬噸淡水,整體系統回收率為45%,超濾系統采用內壓式超濾膜元件。本研討運用海水淡化廠的超濾膜組件,實施生產性實驗,探求超濾膜組的清洗計劃,優化膜法海水淡化工藝中的運營維護,為超濾膜的清洗提供有效的處理計劃。

 

  一、實驗局部

 

  1.1 海水水質

 

  原海水取自膠州灣,先由膠州灣到海水湖,再由取水泵打至工廠。原海水水質檢測數據見表1

 

圖片22 

  1.2 超濾膜運轉情況

 

  目前超濾系統曾經運轉5年,呈現性能降落嚴重的問題,超濾膜組運轉前后參數比照如圖1所示,浸透率由最初500降至200lmh/bar左右,進水壓力和壓差都提升許多,并且在實施酸堿洗后,性能恢復較差,系統運轉情況不容悲觀,需尋覓一種愈加合適的清洗辦法,從而保證系統長期的運轉穩定和供水質量。

 

圖片23 

  1.3 膜組污染情況剖析

 

  由于湖底淤泥較多,當海水湖液位稍低時,淤泥很容易被吸入取水管道,進入超濾膜組。由于淤泥中鐵(0.2~0.3mg/l)等污染物的含量較高,增大了清洗難度。

 

  超濾膜運轉方式為,海水由膜組上端進入膜組,產品水也由膜組上端出水的死端過濾,為剖析超濾膜的污染情況,對超濾膜實施解剖剖析。超濾膜解剖如圖2,能夠看出膜絲表面面(膜組件)附著大量污染物,已發作結垢現象,膜束外包的導流網較為潔凈,但每一束膜絲的中心局部污染物附著相當嚴重。本膜組為內壓式進水方式,為理解膜絲內部污染情況,對單根膜絲實施縱向解剖。如圖2(b)所示,膜絲內外表同樣附著大量污染物,多為紅褐色附著物,但沒有明顯梗塞中空膜芯。

 

圖片24 

  由于膜組性能降落,產水量降落,在生產維護中,對膜組實施了反洗和酸堿洗作業,膜組浸透率可以恢復到400lmh/bar,但膜組的性能降落速度較快,運轉12h浸透率便降落到200lmh/bar,緣由可能是原海水中的鐵和硅酸鹽等無機物以及微生物對超濾膜形成了梗塞,運用酸或堿未能有效去除污染物。

 

  1.4 膜組清洗計劃

 

  1.4.1 膜清洗藥品選擇

 

  由于目前超濾系統無法長期穩定運轉,膜性能降落疾速,酸堿清洗不理想,為了尋覓愈加適宜的藥洗計劃,運用不同的藥劑實施了膜絲的浸泡實驗。

 

  取同一部位的膜絲,分別取500ml藥劑溶液,將膜絲按質量等分參加藥劑溶液中實施藥物浸泡實驗。相同浸泡時間,不同藥劑對膜絲的浸泡效果如圖3所示。5min浸泡實驗發現,將膜絲參加至質量分數為10%的草酸溶液中,原廓清的溶液疾速變混濁,膜絲經浸泡后疾速變白。5min時其他藥物的浸泡實驗無明顯變化,闡明草酸溶液對膜外表的污染物有最好的去除效果。

 

圖片25 

圖片26 

  膜絲的產水通量反映了膜絲性能,在膜組的同一部位選擇污染相近的膜絲,經10%草酸浸泡清洗之后,測試其產水通量。圖4反映了膜絲在清洗前后的產水通量,經清洗后各膜絲的產水通量都有明顯的提升。

 

圖片27 

  二、膜組清洗剖析

 

  2.1 膜組清洗

 

  膜絲藥品浸泡實驗結果和產水通量測試剖析標明,草酸對污染物的去除有最佳的效果,因而選擇草酸實施膜組藥洗。先用堿和次氯酸鈉,對膜組循環浸泡2小時,用清水沖洗膜組然后加草酸,EDTA和維C,對膜組循環2小時,然后浸泡2小時,最后用清水沖洗。

 

  2.2 膜組清洗剖析

 

  2.2.1 膜清洗前后外表污染物掃描電鏡剖析

 

  為更細致理解草酸對污染物的去除狀況,對清洗前后膜外表實施了掃描電鏡剖析。如圖5所示,被污染的超濾膜在其外表能夠明顯察看到塊狀的污染物(5a),經過草酸的清洗后膜外表的污染物被去除(5b)。

 

圖片28 

圖片29 

  2.2.2 實踐生產中膜CIP-草酸清洗效果

 

  經實驗肯定草酸對膜組有最好的清洗效果,在實踐的生產中,運用草酸對膜組實施藥洗,選取三組膜組測試剖析膜組在清洗前后工作時間內的浸透壓變化。由圖6能夠看出,在經過草酸清洗后,膜組的浸透率可到達400lmh/bar以上,接近新膜組的運轉參數,隨著超濾膜不時過濾原海水,浸透率不時降落,在運轉13日膜組需再次實施藥洗。

 

圖片30 

  三、結語

 

  經過浸泡實驗和在實踐生產中的運轉清洗,草酸對超濾膜污染物有最佳的去除效果,經過清洗后,浸透率得到了很好的恢復,相應的產水量也得到保證。所以,能夠肯定此次草酸的化學清洗效果比以往的化學清洗更為徹底,對膜系統的性能恢復更為有效。在新膜組的運轉中,運用草酸實施化學清洗維護,能夠大大延長膜組的運用壽命,對今后膜法海水淡化工藝的開展提供了十分重要的實際意義,也為超濾膜用于其它工業廢水處理中提供參照。

 


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