印染廢水MBR處理中膜污染的清洗與維護(hù)
MBR(膜生物反應(yīng)器)是污水“生物+物理”組合處理的工程形式。它具有固液分離效率高、剩余污泥產(chǎn)量少、占地面積小、污泥膨脹少、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。但隨之而來(lái)的膜污染問(wèn)題，不僅使膜滲透通量隨時(shí)間下降(被污染的膜需要定期清洗維護(hù))，而且縮短了膜的使用壽命，使得MBR在/[/]中
工業(yè)廢水種類(lèi)繁多，成分復(fù)雜，造成膜污染的原因也各不相同。目前，膜污染物的種類(lèi)包括無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物、礦物油、微生物和膠體污染物等。不同種類(lèi)的膜污染采用不同的清洗方法。通過(guò)對(duì)某印染廢水處理工藝中膜污染的清洗和維護(hù)試驗(yàn)，提出了相應(yīng)的膜清洗方案。
一、項(xiàng)目概述
某污水處理廠印染廢水設(shè)計(jì)日處理能力為15000t/d，原污水處理工藝采用“預(yù)處理+物化+生化+深度處理”工藝，不能滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287—2012)。所以后期進(jìn)行了系統(tǒng)升級(jí)，在原址進(jìn)行了改擴(kuò)建工程。改造后的工藝流程如圖1所示。在保留部分原有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上，取消了原加藥池，對(duì)混凝進(jìn)行了改造。
二、MBR系統(tǒng)的運(yùn)行
MBR系統(tǒng)采用聚四氟乙烯中空纖維膜(PTFE)，共35套，2800片，總膜面積33600m2。分為A、B、C、D四個(gè)單元，每個(gè)單元9套膜箱(一個(gè)單元8套)。膜參數(shù)的配置如表1所示。
注:1 ~ 4為原水水質(zhì)參數(shù)，5 ~ 13為膜參數(shù)。關(guān)于日流量，條件是初期使用新膜，水泵全開(kāi)。關(guān)于總曝氣量，在曝氣量的計(jì)算中選擇60L/(分鐘/支)。
目前MBR系統(tǒng)的運(yùn)行是:過(guò)濾9分鐘，間歇1分鐘，10個(gè)過(guò)濾周期反洗一次，時(shí)間60s，反洗兩次，CEB清洗一次，時(shí)間60s。
前置膜清洗系統(tǒng)存在以下問(wèn)題:各膜箱膜絲污染嚴(yán)重，負(fù)壓值高達(dá)-0.09MPa，反沖洗無(wú)效，膜絲完整，膜箱曝氣孔堵塞。清洗膜箱表面(即低壓水槍接潛污泵，用原膜池的污水沖洗膜箱)單套膜箱需要1小時(shí)左右，清洗效果只能維持2 ~ 3小時(shí)。
三。膜清洗試驗(yàn)
3.1膜清洗測(cè)試流程
取出待清洗的膜箱，取污染嚴(yán)重的膜絲，在相對(duì)隱蔽的地方從膜組件上剪下一段膜絲(可選擇膜箱的中間部分)作為小試的樣品。切斷的膜絲要打結(jié)，防止泥水流出產(chǎn)出水。配制濃度如表2所示的浸泡劑。
實(shí)驗(yàn)中采用酸堿交替浸泡，即單根膜絲在酸(堿)中浸泡一定時(shí)間，相應(yīng)的堿(酸)放置一定時(shí)間，記錄上述八組試驗(yàn)的反應(yīng)速度、反應(yīng)時(shí)間和清洗效果，進(jìn)而確定化學(xué)藥品的清洗方法、濃度和時(shí)間。
3.2膜通量的測(cè)量
將剛拆下的多根薄膜線制成小部件。將小組件連接到蠕動(dòng)泵上，在一定的溫度和壓力下，用印染廢水水樣測(cè)量清洗前的膜通量，并記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)膜清洗的試驗(yàn)結(jié)果，選擇合適濃度的清洗劑浸泡清洗被污染的膜。用純水沖洗膜中的清洗劑，然后在相同的溫度和壓力下，用相同的印染廢水水樣測(cè)量沖洗后的膜的通量，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。
四。清洗效果分析
4.1膜清洗測(cè)試結(jié)果
清洗試驗(yàn)表明，膜在堿中浸泡1.5h左右，膜絲反應(yīng)完全，污染物去除效果明顯。酸洗浸泡約1.5h無(wú)明顯的污染物去除效果，酸堿交替浸泡約3h。膜絲反應(yīng)完全，污染物去除效果明顯，如圖2、3所示。
堿洗是膜污染的最佳方法，浸泡時(shí)間約為1.5h，混合堿溶液濃度為2% ~ 3% NaOH+0.2% ~ 0.3% NaClO，隨著沖洗時(shí)間的增加，膜通量會(huì)逐漸恢復(fù)。強(qiáng)堿主要去除蛋白質(zhì)、藻類(lèi)、膠體污染等生物污染和大部分有機(jī)污染物。因此，膜生物反應(yīng)器的膜絲污染類(lèi)型主要是有機(jī)物污染和膠體污染。
4.2膜通量的測(cè)量
考慮到清洗過(guò)程中堿溶液的浸泡可能會(huì)改變PVDF膜的性能，本次清洗采用低濃度堿溶液(2%NaOH+0.2%NaCLO)。另外，結(jié)合小試結(jié)果和時(shí)間的緊迫性，考慮到現(xiàn)場(chǎng)酸堿交替清洗的操作難度和交替清洗操作所需的清洗時(shí)間較長(zhǎng)，建議一次性進(jìn)行獨(dú)立的一次性堿清洗。
從表3可以看出，膜污染后的膜通量比設(shè)計(jì)值(印染廢水)下降了17.7%，影響了MBR系統(tǒng)的產(chǎn)水性能。純水洗滌后通量略有恢復(fù)，約占可回收通量的15%，而堿洗后通量恢復(fù)較大，約占可回收通量的84%。
由于膜污染一般分為可逆污染和不可逆污染，可逆污染是可以通過(guò)清水反沖洗、曝氣搖動(dòng)等措施去除的暫時(shí)性污染，而不可逆污染是不能通過(guò)水力清洗措施去除的膜污染，膜污染只能通過(guò)在清洗劑中添加酸或堿等化學(xué)藥劑來(lái)去除。根據(jù)清洗試驗(yàn)結(jié)果，清水反洗僅去除了一小部分污染物，堿洗后通量明顯恢復(fù)，因此膜的污染層主要是不可逆污染。
動(dòng)詞 （verb的縮寫(xiě)）現(xiàn)場(chǎng)清潔計(jì)劃
根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定現(xiàn)場(chǎng)污染膜清洗方案如下。清洗的主要方式是浸泡在混合堿液中。清洗過(guò)程如下。
(1)罐車(chē)現(xiàn)場(chǎng)將藥劑輸送至CIP加藥桶(容積2000L，物料PE，數(shù)量2)，每個(gè)加藥桶內(nèi)裝1500L30%工業(yè)NaOH濃縮液和500L10%工業(yè)NaCLO濃縮液。
(2)采用CIP加藥泵(流量25m3/h，揚(yáng)程10m，功率15kW，直徑DN65，數(shù)量2臺(tái))向2個(gè)化學(xué)清洗槽添加2000L混合堿液。
(3)在兩個(gè)化學(xué)清洗池中加入清水至3.2m的高度，浸泡藥劑的體積為24m3，最終化學(xué)清洗池中的藥劑濃度約為混合堿液的2.4%。
(4)關(guān)閉待清洗的兩套膜箱上的產(chǎn)水閥、反洗閥和曝氣閥。
(5)拆除兩套膜箱的產(chǎn)水管和曝氣管的連接。
(6)依次吊起兩套膜箱，用清水沖洗(建議現(xiàn)場(chǎng)使用低壓水槍?zhuān)故褂酶邏核?，以去除附著在膜絲表面的污染物。膜曝氣孔堵塞可通過(guò)人工清洗曝氣孔以清除聚集在曝氣孔處的污泥，將膜箱置于化學(xué)清洗池中，將膜箱上的曝氣嘴與CIP清洗管道的加藥口連接，并向曝氣管道中泵入清水來(lái)解決。時(shí)間控制視現(xiàn)場(chǎng)清潔情況而定。
(7)將兩套清洗過(guò)的膜箱依次掛入膜化學(xué)清洗池，開(kāi)始浸泡。浸泡時(shí)間最初為1.5~2.0h，可根據(jù)實(shí)際污染情況適當(dāng)延長(zhǎng)。同時(shí)，兩套膜箱浸泡時(shí)應(yīng)適當(dāng)開(kāi)啟曝氣。
(8)浸泡結(jié)束后，依次吊起兩套膜箱，依次吊至膜池，連接曝氣管道和產(chǎn)水管道。建議反洗1 ~ 2次，然后恢復(fù)產(chǎn)水量。
(9)對(duì)后續(xù)批次的膜箱重復(fù)步驟(4)至(8)。
不及物動(dòng)詞結(jié)論
對(duì)某印染廢水處理中的污染膜進(jìn)行了清洗實(shí)驗(yàn)，并比較了各種清洗劑的清洗效果。結(jié)果表明，濃度為2%NaOH+0.2%NaCLO的堿性溶液對(duì)污染膜有較好的清洗效果。清洗后膜的通量恢復(fù)值占可恢復(fù)通量的84%，污染膜主要有有機(jī)污染和膠體污染，其中不可逆污染是主要污染層。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，制定了現(xiàn)場(chǎng)污染膜的清洗方案，通過(guò)清洗延長(zhǎng)了膜的使用壽命。清洗后，膜的使用壽命延長(zhǎng)，更換膜的成本降低。隨著膜清洗技術(shù)的不斷發(fā)展，膜技術(shù)將廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。(來(lái)源:中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司山東分院、童淵設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司)
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