戈尔膜过滤器在处理酸性废水中的应用

　　戈尔膜过滤器在处理酸性废水中的应用

　　戈尔膜过滤器的核心为戈尔膜滤芯。该滤芯由膨化聚四氟乙烯复合滤膜和支撑笼骨组成，膨化聚四氟乙烯滤膜具有极佳的化学稳定性，表面光滑、多孔，摩擦系数低，过滤效果好，能将液体中微小颗粒全部截留在薄膜的表面。由于摩擦系数低，滤膜具有极佳的不私性，表面极易清洗。当滤膜表面的滤饼达到一定厚度，在控制器的控制下，可快速、自动地进行膜表面反冲洗，滤饼彻底从膜表面清理干净。

　　1、戈尔膜过滤器投资运行成本及效益评价

　　a.工艺流程短，占地面积小。国内有色冶炼行业传统污酸污水治理工艺流程长、设备多、配管复杂、操作困难，管道及设备易堵塞。化学絮凝法沉淀结合戈尔膜过滤器工艺可以一次完成污酸污水处理和固液分离，大大简化了工艺流程，占地面积仅为传统工艺的1/3左右。同时，合适的旁路设计能有效防止设备及管道堵塞。

　　b.投资省，建设工期短，运行成本低。由于大大简化了工艺流程和设备配置，既减少了工程投资，又缩短了建设工期。本工程直接投资近750万元，如采用传统工艺，估计工程直接投资在，1300一1500万元。实际应用中，污酸污水处理成本为1.5一2.5元/t，远远低于传统工艺处理成本。

　　c.自动化程度高，操作环境好。当滤膜表面的滤饼达到一定厚度时，在控制器的控制下，可快速、自动地进行滤膜表面反冲洗，实现连续过滤，克服了传统工艺在固液机械分离后再进行自然沉淀，澄清后上清液方能达标排放的多次分离弊端，以及传统过滤设备间歇运行而必须设置多台设备的弊端，从而有效降低劳动强度，改善现场操作环境。

　　d.滤液达到国家排放标准。处理前后的污酸污水有害杂质含量如表1。由表1可见，戈尔膜过滤器滤液可达标排放。

　　2、戈尔膜过滤器存在问题

　　戈尔膜过滤器在污酸污水治理的应用是成功的，体现了工艺流程短、占地面积小，投资省、工期短、运行成本低、自动化程度高、操作环境好等诸多优越性。但由于各种原因，仍存在一些问题有待解决。

　　a.处理后的清液钙含量高，不经处理无法直接利用，现处于直接外排状况，没有达到循环利用的初衷。

　　b.由于设计时没有考虑到污酸污水中含有一定的油性物质，加上处理液钙含量高，滤膜表面时有勃结现象，生产中约每隔两周就需用盐酸对戈尔膜进行浸泡、清洗。

　　戈尔薄膜过滤技术

　　来自再生槽的硫泡沫,流入硫泡沫池,用硫泡沫泵打入戈尔薄膜过滤器,在滤袋薄膜两侧形成0. 11～0. 15 MPa 的压差,清液透过薄膜流入过滤元件内并上升至清液腔,清液自上部溢流出来返回脱硫系统循环使用。硫磺颗粒被拦截在薄膜外表面,形成滤饼,随着过滤的进行,滤饼厚度增加,过滤阻力增大,此时,通过自动控制系统关闭硫泡沫进料阀A ,打开反冲阀C ,进入反冲洗膜状态,靠液封槽与过滤器之间的位差,清液逆向流动,将滤袋表面的滤饼反冲至污液腔,滤饼在污液腔沉降到底部,关闭反冲阀C ,反冲结束。系统重新进入过滤状态。当底部滤饼积累到一定量时,系统自动打开底部排渣阀B ,将滤饼排至脱水器。

　　新型的过滤设备——戈尔膜过滤器

　　2.1 戈尔膜过滤器简介

　　戈尔膜过滤器是由美国戈尔(中国)公司生产的，其核心为戈尔膜滤芯，由多微孔的膨化聚四氟乙烯(PTFE)滤膜和支撑龙骨组成。该滤膜具有极佳的化学稳定性，表面光滑、多孔、摩擦系数低，过滤效果好，能将液体中微小粒径的颗粒全部截留在薄膜的表面。由于摩擦系数低，滤膜具有极佳的不黏性，表面极易清洗;当滤膜表面的滤泥达到一定厚度时，在控制器的控制下，可快速、自动地进行滤膜表面反冲洗，将滤泥彻底从滤膜表面清理干净[13，14]。其基本工艺流程

　　由以下四个环节组成：

　　◆ 膜滤 将上一环节处理的废水用泵吸入过滤器，经滤膜过滤，清液进入清液池，液体中的固体物质及一些含油颗粒都被截流在滤膜表面，形成滤泥。

　　◆ 反清洗 排液过程中形成负压，使清液反流，将滤泥全部反冲而从滤膜表面脱落。

　　◆ 排泥 反清洗后脱离滤膜表面的含油污泥沉积在过滤器底部，当达到一定质量时，被迅速排出。

　　◆ 循环过滤 过滤和反清洗过程是循环交替进行，实现电脑全程自动控制。

　　2.2 戈尔膜过滤器在采油废水处理中的应用

　　基于戈尔膜过滤器在酸性废水处理和盐水精制等行业的成功应用经验及其所表现出的优点，我们尝试着代替核桃壳过滤池来解决现行采油废水处理中遇到的问题，工艺流程见图 1。

　　戈尔膜过滤器代替核桃壳过滤池的优点主要体现在以下几方面：

　　◆ 核桃壳过滤池采用的过滤介质是核桃壳滤料，缺点是滤料表面粗糙，抗裂性弱且不耐酸碱性，滤渣不易用反冲洗清除等。而戈尔膜过滤器采用的是多微孔的膨化聚四氟乙烯(PTFE)滤膜过滤，其孔径小、表面光滑、具有极强的韧性和耐酸、耐碱性，能够滤掉废水中微小粒径颗粒物和悬浮物。

　　◆ 核桃壳过滤池占地面积大、维修不方便。而戈尔膜过滤器体积小且易于维修，可节省大量的投资与运行费用。

　　◆ 核桃壳过滤池自动化程度不高，操作不便。而戈尔膜过滤器采取计算机全自动控制，操作环境好。

　　◆ 核桃壳过滤池在水质发生变化时的适应能力差，尤其是在处理含聚合物驱采油废水时，容易造成堵料与反冲不干净的问题。而戈尔膜过滤器由于自身的材质决定其对水质适应性强，处理效率高，处理后的水可用于回注[12]。

　　◆ 核桃壳滤料在反冲洗过程中，由于搅拌桨叶结构方面的缺陷，为达到搅拌效果，必须维持较大的桨叶线速度;而过大的线速度会导致反冲洗时大量滤料被搅拌桨叶打碎，反冲过程中打碎的滤料以及经摩擦粒径变小的滤料在无阻拦情况下穿过布水筛管之间的缝隙，同出水一起由布水筛管排出，使滤料流失严重[4]。而戈尔膜过滤器的滤膜采用的是自动反冲洗，表面光滑和极强的韧性解决了滤渣的反冲洗及滤膜的耐用性等难题。

　　2.3 戈尔膜过滤器在其它行业的应用

　　戈尔膜过滤器应用于采油废水处理工艺之前，早已应用于许多其它的行业，且处理效果较好。