连续膜过滤技术的应用研究

【摘要】：随着我国在水资源深度利用等领域对膜过滤技术的需求日益增加,如何发挥国产PVDF中空纤维膜及其连续膜过滤(CMF)系统的技术优势,同时针对不同的水质特点和操作条件,如何保证稳定的水质和水量以及有效的膜清洗等“膜软件”问题就显得日益重要了。本文主要结合以国产CMF技术在天津海水淡化基地、北京北小河污水厂、大庆油田等工程中的应用实例,探索了在保证正常生产的条件下,针对不同地区不同水质的特点,通过调整工作清洗时间比、气洗工艺、化学清洗工艺等,达到节约操作和维护成本,维持国产CMF系统的长期稳定运行并拓展其应用领域的目的。 在海水淡化工程中,我们发现CMF系统在22℃水温,不进行加药反冲洗的情况下,工作35分钟,清洗1为30秒,清洗2为25秒,排污15秒的工艺条件比较适合,气罐压力必须大于0.5MPa。使用CMF原水罐中的海水溶解NaClO和HCl溶液,在海水浊度小于5NTU、温度小于25℃时的清洗效果最好。出水的浊度平均0.064NTU,SDI值在0～2之间,系统的收率达到96%以上,从现场运行来看,国产CMF系统的能耗平均为0.3kwh/m~3,比较理想。 在北小河污水厂处理市政污水,最佳工作条件为:工作20分钟,清洗1为30秒,清洗2为25秒,排污10秒。CMF系统比较适宜的化学清洗周期为60天。使用KMnO_4溶液和HCl溶液以及草酸溶液依次清洗并结合水洗的混合清洗工艺的清洗效果最佳。COD_(cr)的去除率为35%,浊度平均值为0.07NTU。系统的能耗为0.28(kwh)/m~3,产水成本为0.19元/吨水。 在胜利油田沙营污水厂的实例中,在线反洗加入NaClO和HCl溶液的情况下,工作20分钟,清洗1为30秒,清洗2为30秒,排污10秒的工艺条件比较适宜。最佳化学清洗工艺是:使用自来水配制NaOH溶液,NaClO溶液,HCl溶液依次对膜清洗40分钟。浊度和COD_(cr)值都显著降低,CMF的产水浊度基本稳定在0～0.06NTU之间。 在大庆油田的应用实例中,针对比较恶劣的原水条件,适宜的运行工艺条件是:在线反洗时加入NaOH溶液,工作10分钟,清洗1为40秒,清洗2为40秒,排污30秒。最佳化学清洗方法是:用8℃的自来水配成NaOH溶液清洗10分钟,再用自来水冲洗。含油量的去除率达到了100%,聚合物的去除率在80到90%之间,均达到了油田回注水的要求。