中空纤维超滤膜在水处理工艺上的作用

　中空纤维超滤膜在水处理工艺上的作用

　中空纤维超滤膜是超滤膜的一种。它是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。中空纤维外径:0.5-2.0mm，内径:0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩小排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。

　　超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。

　　1、过滤系统要定期灭菌。

　　超滤膜可以截留细菌，但不可以杀死细菌，截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区不长一个细菌，有细菌就可能大量繁殖。直接影响到透过水质，譬如有的矿泉水成品中出现半透明丝状白色絮状的霉菌团，主要是系统被霉菌污染所致。因此，必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌，灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定，对于城市普通自来水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作为供给水源时，灭菌周期更短。灭菌药品可用500～1000mg/L次氯酸钠溶液或1%过氧化氢水溶液循环流或浸泡约半小时即可。

　　2、超滤组件要轻拿轻放，并注意保护，由于超滤组件是精密器材，所以在使用安装时要小心，要轻拿轻放，更不能甩坏。组件若停用，要先用清水冲洗干净后，加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌，并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理，否则组件可能报废。

　　3、使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明，按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。

　　4、由于每根超滤组件在出厂前加入保护液，使用前要彻底冲洗组件中的保护液，先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时，然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时，无论低压还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时，应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。

　　【UF+RO处理电镀废水】

　　随着电子工业的飞速发展，作为电子业的基础之一──电镀，每年以10%~20%的速度在增长，成为了电子行业中的重要产业之一，然而其复杂的制程需要消耗大量的水并产生许多废弃物[1]。近年来，自来水价格不断上涨，并且随着人们环保意识的提高及环保法律法规日益严格，用水及环保问题已成为电镀企业经营上的一个难题，加上目前国际认证ISO14000的推出和推广，电镀厂必须对环保方面做出更多贡献。节约水资源和废水处理是电镀厂环保的重中之重。为此，电镀厂一方面必须维持废水的排放达标;另一方面，又要考虑其水处理成本的节减及减少原水取用量，强化中水回用。针对目前电镀废水处理及中水回用工艺上存在的问题，笔者提出了全膜法处理及回用工艺，实现电镀重金属废水处理及回用的短流程系统，为电镀行业节能减排提供一种新的选择。

　　本文以某电镀企业的综合废水和络合废水为处理对象，运用全膜法工艺进行处理，处理后的产水达到回用水水质，同时产生的浓水水质达到GB21900–2008《电镀污染物排放标准》的要求。

　　1.废水的水质和水量

　　某电镀企业每天排放的污水量为500m3，其中综合废水、络合废水和含氰废水合计排放量为400m3/d，其水质及水量如表1所示。

　　2.工艺流程及说明

　　传统的重金属废水处理及回用工艺一般采取离子交换法，化学沉淀+过滤+反渗透，或者化学沉淀+过滤+超滤+反渗透工艺。离子交换法的特点是出水水质好，设备较简单，操作易于控制，但树脂易饱和或中毒，再生周期短，运行成本高。化学沉淀法+过滤+反渗透及化学沉淀法+过滤+超滤+反渗透都具有技术成熟，工艺简单，运行管理方便，费用低，沉降脱水性能好等优点，但是药剂费用高，含重金属离子的污泥造成二次污染，处理不彻底。全膜法工艺简单、系统稳定、占地面积小、自动化程度高、出水水质好、回用率高，但缺点是前期投资较大。某电镀企业原有一套污水处理系统，污水处理后可达标排放。随着生产能力的提高和环保要求的不断提升，该企业计划对原污水处理系统进行升级改造，但由于企业内可供使用的空地缺乏，无法按照传统工艺进行升级改造，为此选择了占地面积小的全膜法处理工艺对综合废水和络合废水进行处理，原有处理设施则改造成有机废水处理系统及浓水处理系统。其工艺流程如图1所示。

　　含氰废水先破氰后汇入综合废水调节池内，综合废水 和络合废水分别排入各自的调节池内，通过泵提升到反应水箱进行反应，同时向反应水箱内投加NaOH、破络剂及混凝剂，然后自流入循环水箱，并通过pH控制器维持循环水箱内的pH在9.0左右，确保废水中的重金属离子全部形成沉淀。然后用循环水泵将反应后的废水加压输送到UF膜装置内进行泥水的分离。UF膜装置采用错流过滤方式运行，并通过大错流来防止污染物在膜表面的积累。经UF膜装置过滤后的产水流入UF产水箱，UF膜装置的浓水则回流到循环水箱内。循环水箱内污水浓度在循环的过程中会不断升高，运行一定时间后通过打开底排阀排放一定的浓缩液，以维持循环水箱的浓度不至于过高。浓缩液排入污泥池，通过压滤机压干后委托有资质的单位进行处理。

　　2.1 综合废水调节池

　　综合废水按8m3/h的处理能力设计，调节池有效容积76.8m3，水力停留时间(HRT)为9.6h。调节池设置液位控制器，控制综合废水提升泵的启停。

　　2.2 络合废水调节池

　　络合废水按11m3/h的处理能力设计，调节池有效容积95.7m3，HRT为8.7h。调节池同样设置了液位控制器，控制络合废水提升泵的启停。

　　2.3 反应水箱

　　反应水箱分为3个单元：第一单元内通过在线pH仪表控制氢氧化钠计量加药泵，调节水箱内pH在9.0~10.0范围内;第二单元内通过在线ORP(氧化还原电位)仪表控制Na2S加药计量泵;第三单元投加聚合氯化铝(PAC)及FeSO4。每个单元的HRT均为30min。

　　2.4 循环水箱

　　循环水箱为DF膜装置提供稳定的水源，并接纳DF膜装置产生的浓缩液，设计流量为19m3/h，循环水箱内通过在线pH仪表控制氢氧化钠计量加药泵，调节循环水箱内pH在9.0左右。循环水箱内设置液位控制器，控制循环水泵的启停。有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

　　2.5 UF膜装置

　　UF膜装置通过膜的高效截留作用实现泥水分离，将形成沉淀的重金属、悬浮物等污染物截留在循环水箱内，使得过滤产水中的重金属含量降至排放标准以下，同时水质也能满足反渗透装置的进水要求。UF膜装置共采用24支。

　　2.6 UF产水箱

　　UF产水箱收集UF膜装置的产水，同时也为反渗透装置提供稳定的水源。UF产水箱内设置液位控制器，控制反渗透增压泵及循环泵的启停。

　　2.7 反渗透装置

　　反渗透装置通过反渗透膜的选择透过性作用，实现水和水中离子等污染物的分离，使出水达到回用水水质要求。反渗透膜装置共采用21支8040抗污染反渗透膜，反渗透膜壳采用7支3芯膜壳，段间按4∶2∶1排列(即一段4支膜壳，二段2支膜壳，三段1支膜壳)，并采用浓水回流的方式控制回收率。反渗透装置的产水能力为15t/h。

　　【超滤设备】

　　超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。

　　中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。中空纤维外径Ø0.5-2.0mm，内径Ø0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩小排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。

　　用途：纯水与超纯水设备;医用无菌无热原水设备，工业用饮料、饮用水、矿泉水净化，工业分离、浓缩、提纯，工业废水处理，电泳漆，电镀含油废水处理。

　　典型工艺流程：原液-储罐-加压泵-精密过滤器-中空超滤设备-储液罐-反洗水箱-反洗泵

　　工程实例：30t/h超滤设备

　　技术参数：

　　1 、电源功率： 3.0KW*2=6KW ;

　　2 、进口流速： 35t/h ，出口流速 30t/h ，管道 DN100 ;

　　3 、设备全过程自动动控制，为防止膜污染堵塞，设自动反洗装置。

　　4 、根据储液罐液位自动开启、关闭系统。

　　5 、电机设有过流、过载保护。

　　6. 、超滤机外形尺寸： 1800*3500*1550