過濾
1 介質過濾 從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、沙、細碎的石榴石或其他材料為床層,。床的頂層由質輕和質粗品級的材料組成,而最重和最細品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去,較小的顆粒在過濾器介質的較深處被除去。 在單一介質過濾器中,最細的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數過濾發生在床頂部5cm區域內,其余作為支撐介質。有一泥漿層形成。雖然單一介質過濾器的濾速限制為81.5—163L/(min.m)過濾面積,多介質過濾器的水力過程流速可高達815L/(min.m),但因高水質的要求,通常在R0預處理中流速限制在306L/(min.m)。 由于膠體懸浮物既很細小又由于介質電荷之間的排斥,所以單獨過濾不起作用。在這些情況下,在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學藥品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和陽離子聚合物。因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果,且不明顯地增加過濾器介質的固體負荷,所以最常用。另一方面,如果陽離子聚合物進入現在采用的某些最通用的膜上,則它們卻是非常強的污染物。很少量的陽離子聚合物就能堵塞這些膜,且往往難以去除。務須謹記當用陽離子聚合物作為過濾助劑時,必須小心使用。 2 微濾/超濾
采用超濾/微濾預處理工藝的反滲透/納濾系統叫做集成膜系統(IMS)。與采用傳統預處理工藝的反滲透系統相比,IMS設計具有一些明顯的優勢。 MF/UF濾液質量更好。SDI和濁度更低,明顯降低了反滲透的膠體污染負荷。 由于膜在這里是污染物的絕對屏障,MF/UF濾液的高質量可以保持穩定。即便是地表水和廢水等水質波動異常頻繁的水源,這種穩定性也不會改變。 由于膠體污染減少,反滲透系統的清洗頻率明顯降低。 與一些傳統過濾工藝相比,MF/UF系統操作更容易,耗時更少。 與采用大量化學品的傳統工藝相比,MF/UF濃縮廢液的處置比較容易。 占地面積更小,在一些大系統中,有時只相當于傳統工藝的5/1。 有利于系統的擴大增容。 運行費用基本相當,在一些情況下會較少。 設備投資基本相當,在一些情況下會較少。 (1) MF/UF膜的特性 市場銷售的微濾膜的孔徑一般在0.1-0.35μm。用于反滲透預處理的超濾膜的切割分子量一般在20,000到750,000道爾頓(0.002-0.05μm)。 常見的操作跨膜壓(TMP)在3-30Psi。膜材料有聚砜、聚烯烴、聚醚砜、聚丙烯、纖維素類和其它專有配方。大多數膜材料具有寬的pH忍耐范圍,以便于在低和高pH條件下進行化學清洗。大多數膜還具有耐游離氯的性能,可以進行周期性或連續消毒處理。聚合物膜的最大運行溫度為40℃,但陶瓷膜可以在較高溫度下使用。 MF/UF膜有許多構型:卷式平板膜、管式、中空纖維和板框式。用于RO預處理比較普遍的是中空纖維和卷式,這主要是由于考慮到投資、能耗、耐污染以及在沖洗和化學清洗的情況下的通量恢復性能。 (2) MF/UF運行特性 MF/UF膜有兩種不同的運行模式:全量過濾和錯流過濾。全量過濾操作模式(也叫做死端過濾)與筒式濾器相類似,即只有料液流和濾液流(沒有濃縮液流)。全量方式可以實現水回收率的最大化,達到95-98%,但一般限于原水的懸浮固體含量較低的情況(比如濁度<10NTU)。錯流操作模式的典型水回收率為90-95%。 在一些情況下,MF/UF系統的原水回收率可以達到99%以上,需要將濃縮水和周期性反沖洗水進行收集和處理。二次處理可以通過采用傳統固體沉降或另外一套MF/UF系統。 如果MF/UF系統需要預處理,只是簡單的篩網過濾器,精度在100到150μm。有時添加鐵鹽一類的混凝劑,以獲得最好的懸浮固體去除效果。 MF/UF膜的典型通量在36-110gfd之間(60-183l/mhr)。懸浮物濃度較高或污染傾向較強的料液系統,運行通量也較低;高通量用于處理的懸浮物負載的料液系統(比如地表水的通量可以是70gfd)。MF/UF透過液的水質在濁度或SDI等指標上明顯好于傳統預處理水。一般MF/UF的產水濁度在0.04-0.1 NTU之間,而且不隨原水濁度波動。運行良好的傳統預處理水的濁度為0.2—1.0NTU。典型的MF/UF產水的SDI為0.3-2,而運行良好的傳統預處理水的SDI為2-6。更低的SDI降低了反滲透的膠體物料沉積污染。 (3) MF/UF改善反滲透的經濟性 利用濁度和SDI都非常的MF/UF優質產水,反滲透設計通量會大大提高。采用MF/UF的反滲透系統通量可設計為12到20gfd。采用傳統預處理的反滲透系統的典型設計通量為:廢水處理8-12gfd,地表水10-15gfd。采用了更高的通量,需要的膜元件、膜殼和管線都減少了,系統的固定資產投資便降低了。而且提高通量還有一個好處,可以將產水透鹽量減少20-50%。 |