废水深度处理系统反渗透装置的技术改造

刘禄

(河钢邯钢邯宝能源中心,河北邯郸 056015)

1 前言

邯钢西区深度脱盐水站是以冶金废水为水源,采用双膜法(浸没式超滤+反渗透)工艺制取各生产线所需的软水,该脱盐水站共有反渗透8套,单套设计产水量为219t/h,两段、45支压力容器,一段：二段=30：15,7芯装。反渗透膜采用美国陶氏宽流道抗污染膜,型号：BW30-400XFR/34i。

随着环保形势的日趋严峻,节能减排工作在大力推进,降低新水消耗成为当前工作的重中之重。为实现邯钢西区生产废水零排放,加之个系统生产过程中投加药剂,使得废水中盐分不断增加,水质不断恶化。反渗透装置在运行中存在反渗透膜污染严重、清洗频繁、膜性能衰减增快、二段结垢等现象。制约了系统软水产量,无法满足正常生产需求。通过工艺优化,解决了制约生产的难题,满足了生产对软水的需求。

2 改进前反渗透膜技术组合

(1)该工程以冶金废水为水源采用双膜法双膜法(浸没式超滤+反渗透)工艺,其中一段30支压力容器,采用BW30-400 X F R/34 i膜元件,二段15支压力容器,采用B W 30-400XFR/34i膜元件。反渗透系统结构配置示意图如图1。

(2)系统存在问题及对生产的影响。

1)该系统水源为冶金工业废水,由于COD、氨氮、硬度、盐分等含量较高,且成分复杂、波动较大,导致反渗透装置在运行中出现一段压差增长过快,产水通量急剧下降;保安过滤器滤芯更换频繁。

2)清洗频繁、污染物清洗难度大。打开一段进水端膜端板,压力容器内壁有较强的滑腻感,伴有腥臭味,在进水端面有白色块状;打开二段浓水端端板,膜端面较干净,压力容器内壁及抗应力器有滑腻感,伴有较淡的腥臭味;取少量污染物分别用盐酸、氢氧化钠浸泡;酸浸泡：污染物量减少,颜色变淡;碱浸泡：污染物量减少;取少量污染物,晒干后用火烧,有类似烧焦羽毛的味道。

图1 改进前反渗透膜系统结构配置示意图

根据以上现象,说明污染物中部分溶于酸,部分溶于碱,还有部分不容于酸碱

3)清洗后系统参数恢复性差,膜性能衰减快。

4)反渗透二段有结垢现象,伴随脱盐率下降,产水水质恶化等。

为进一步确定结垢在运行中对反渗透膜产生的影响,我们采取反渗透膜元件加压染料方法进行实验。在对反渗透膜元件进行解剖之前,配制染料溶液对反渗透膜元件进行加压运行,所用染料为若丹明B(碱性蕊香红,一种红色荧光染料),产水出现红色代表该反渗透膜元件受到破坏。解剖经过染色处理过的反渗透膜元件,查看染料的漏点,在膜有损坏的区域会残留红色。如果红色染料出现在膜片上呈点状,则说明该膜元件属于膜片损伤。导致脱盐率下降、产水水质恶化。

这些现象的存在,导致系统产水量降低,产水水质恶化,水质水量均无法满足生产需求。

3 改进后反渗透膜技术组合

针对系统存在的问题,通过对来水水源分析、反渗透膜结构的剖析、查阅相关资料、咨询生产商并结合现场实际情况。对系统进行工艺优化。首先在超滤产水箱的入口连续投加次氯酸钠溶液,目的控制反渗透膜系统菌藻滋生,降低C O D、氨氮含量,降低对反渗透膜的污染;投加盐酸调整P H值,降低二段结垢倾向。延长反渗透运行周期。

针对反渗透膜污染严重、清洗频繁、膜性能衰减增快、二段结垢、脱盐率下降、水质恶化等问题;经过查阅资料、咨询生产商并结合现场实际情况及出现问题;我们对反渗透膜组合形式进行优化。将原来的一段、二段均采用高压抗污染膜原件,改为一段采用高压抗污染膜原件,在二段反渗透膜压力容器中采用低压抗污染膜反渗透膜元件,这种反渗透膜元件与相同膜面积的高压膜相比较对压力的需求可降低30%,可以降低二段反渗透装置对进水净推力的需求,因此可提高水流速,解决二段反渗透膜结垢、污堵的问题,保证反渗透装置的稳定运行。优化后反渗透装置结垢如图2。

图2 改进后反渗透膜系统结构配置示意图

4 实施效果

一段采用BW30-400XFR/34i高压膜元件、二段采用BW30-400LEXFR/34i低压膜元件的反渗透组合方式。与一段、二段均采用BW30-400XFR/34i高压膜元件的反渗透组合方式相比。因为BW30-400LEXFR/34i低压膜元件与相同膜面积的高压膜相比,对进水压力的需求可降低30%,降低了反渗透装置对进水净推力的需求,因此可提高水流速,解决二段反渗透膜元件结垢污堵的问题。

在超滤产水箱的入口连续投加次氯酸钠溶液,反渗透膜系统菌藻滋生得到有效控制,同时C O D、氨氮含量明显降低,反渗透膜的污染得到控制;投加盐酸调整PH值,降低二段结垢倾向。延长反渗透运行周期。

5 结语

以冶金废水为水源,采用美国陶氏高压膜与相同膜面积的低压膜有机组合,通过试验在深度处理项目中广泛应用,自投运以来,系统运行稳定,各项技术指标均能满足设计需求。反渗透化学清洗频率由原来的每月一次,延长到4-5月一次,二段结垢现象完全消除,有效延长反渗透运行周期,提高了系统产水量,产水水质同步提高,满足生产需求。

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