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一体化生活污水处理设备污水回用膜污染原因
时间:2020-08-24 点击次数:88

一体化生活污水处理设备随着我国水资源危机的一直加剧,多数炼化企业新建、改扩建时不能增加用水指标,急需履行节水减排办法,以确保企业畸形发展。炼化污水的回用,是企业节水减排的重要办法之一。因为用水指标的严格请求,很多炼化企业采取双膜处理工艺,将污水深度处理后,更大限度实现污水回用。包含微滤、超滤、纳滤跟反浸透在内的膜分别技巧,在电力跟冶金行业的给水处理跟废水回用中已经得到普遍利用,但对石化废水中炼油废水跟化工废水的处理,始终不得到行业内部的认同,仍然处于实验摸索阶段。双膜处理工艺在石化企业的利用将近十年,各企业回用处理工艺操作基本成熟,但因为炼化污水来水工艺庞杂,导致膜沾染景象重大,成为制约炼化企业污水回用的瓶颈。因此,剖析污水回用体系膜沾染产生的起因,判断膜沾染把持技巧,是炼化企业污水回用须要解决的要害技巧问题。

  以反浸透技巧为中心的双膜组合工艺作为产业废水回用范畴的一项新技巧,引起了人们越来越多的关注,也为产业企业污水回用供给了很好的处理工艺。但膜沾染始终是反浸透技巧在实际工程中推广利用所面临的一大妨碍。膜沾染是因为膜名义形成了附着层、膜孔通道产生堵塞引起的。反浸透膜沾染究其起因,重要有以下多少种:
  ①结垢沾染。因为反浸透脱盐的特点,反浸透进程是一个原水稀释进程,在浓水侧的膜名义极易生成碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙、金属氧化物、硅酸化合物等沉积物,随着原水被稀释,这些难溶盐可能超过其溶度积而析出,在膜名义“结垢”,此外,浓差极化作用也会加剧这一景象的产生。
  ②微生物沾染。当微生物随着反浸透进水进入体系后,以有机物为养分,大量成长滋生,造成膜的生物沾染。
  ③有机物沾染。反浸透进水中有时含有大量品种繁多的有机物,在体系运行进程中,这些有机物会在膜名义上被吸附,引起膜通量的丧失,特别重大时会呈现不可逆的通量丧失。
  ④胶体沾染。胶体沾染重要是因为原水稀释跟pH值变更导致的。沾染物成分可能是有机、无机的单体或复合物,如硅酸化合物、硫化物、腐殖酸、絮凝剂、助凝剂等。
  2实验设备与研究方法
  2.1实验设备:
  ①日本JEOL公司JSM-7401F型场发射扫描电镜,真空干燥,镀金层厚为10nm,加速电压为5kV,探测深度为0.5~0.7μm。
  ②英国ESCALAB250Xi型X射线光电子能谱仪。实验室污水处理设备除了对污水处理工艺进行改进、强化脱氮除磷功能外,污水处理厂的设备改造、过程控制、水力条件优化也不容忽视。业内人士提出,可以采用高效、无堵塞的水泵和变频设备,提高设备的效率,降低能耗和运行费用,减少设备检修率。待测物受X光照射后,内部电子接收光能而脱离待测物质名义,透过对光电子能量的剖析,可能理解待测物质的组成,XPS的重要功能是通过测定电子的结合能,来实现对名义元素的定性剖析,包含价态剖析。
  ③电感耦合等离子体质谱仪,可测定元素周期表中的大局部元素,存在极低的检出限,可进行微量、痕量跟超痕量元素剖析。
  2.2剖析方法:
  ①异养菌剖析方法:本文水中异养菌含量剖析方法,采取原化工部标准《产业轮回冷却水水质剖析方法》。实验用水为采自锦西石化公司污水回用装置的超滤进水跟超滤产水。
  ②水中元素剖析:本文超滤出水元素剖析采取电感耦合等离子体质谱仪,实验用水为采自锦西石化公司污水回用装置的超滤产水。
  ③膜面沾染物成分剖析:采取处发射扫描电镜进行膜名义状况剖析,采取X射线光电子能谱仪进行沾染物成分元素剖析。实验样品分辨为锦西石化公司污水回用装置的反浸透前保安过滤器沾染滤芯样品、超滤产水过滤沾染膜样品、超滤进水过滤沾染膜样品。
  3结果与探讨
  3.1膜装置运行工况剖析:锦西石化污水回用装置采取双膜法进行处理,污水回用名目采取污水处理后达标排放的炼油污水作为原水,通过动态砂滤过滤单元、纤维球过滤单元、超滤单元、反浸透单元,进行污水回用处理。其简要流程如下:污水达标外排水经动态砂滤过滤,砂滤产水由纤维球过滤器实现悬浮物跟石油类的去除。纤维球过滤器产水送往超滤装置,进入超滤膜组件前,先通过自荡涤过滤器,再一次截留水中较大颗粒物或淹没物。超滤装置运行由PLC全主动把持,超滤产水排放至超滤产水罐,200m3/h的超滤产水送往轮回水罐;残余送往反浸透体系。反浸透进水通过进水加药装置投加还原剂跟阻垢剂后,进入保安过滤器,截留水中可能存在的渺小颗粒物;保安过滤器出水再由反浸透高压泵加压,送往反浸透装置进行除盐。反浸透产水输送至化学水补水缓冲罐,作为离子交换体系补水。
  锦西石化污水回用装置运行半年后,反浸透体系的保安过滤器呈现压差升高景象,重要起因是保安过滤器的滤芯呈现重大堵塞,因此荡涤保安过滤器,调换新的滤芯,并在反浸透保安过滤器进口管线上投加非氧化性杀菌剂,保障体系的牢固运行,但后果不明显。实验室污水处理设备除了对污水处理工艺进行改进、强化脱氮除磷功能外,污水处理厂的设备改造、过程控制、水力条件优化也不容忽视。业内人士提出,可以采用高效、无堵塞的水泵和变频设备,提高设备的效率,降低能耗和运行费用,减少设备检修率。新的保安过滤器运行10d左右又产生压差升高景象,现场打开1号反渗膜一段中的一支膜壳,抽出进水端口的支膜元件进行察看,发明名义有黄色絮状、泥状物体。
  3.2水质剖析:锦西石化污水回用装置现用超滤膜孔径为0.025μm,而细菌颗粒直径个别为1~3μm,病毒直径约为0.01~0.2μm,因此实际上超滤膜对细菌的截留率应当在99%以上。为考察超滤装置对细菌的截留作用,对超滤装置出水口的回用水采样,进行异养菌含量剖析。
  表1剖析结果显示,超滤回用水出口的异养菌含量有时超出再生水把持指标范畴,与把持指标比较,其微生物把持后果不完全达到预期目标。
  实际上,大局部细菌不能透过超滤膜,剖析其产水含有微生物沾染的可能起因重要有:装置机械密封不严;来自被沾染的排出口跟输送管道体系名义的微生物沾染;膜资料存在缺点,或局部中空纤维呈现断丝景象,微生物透过膜资料局部微观缺点,导致微生物迁徙。
  为了进一步剖析膜沾染起因,考察水中是否存在胶体物质对膜组件产生影响,对超滤进水及超滤产出水中的总碳及重要元素进行剖析,结果见表2。
  表2数据显示,超滤产出水与进水比较,水中的总有机碳含量明显降落,说明超滤膜对大局部有机物进行了截留;但元素剖析结果显示,超滤前后的水质基本无明显变更,尤其是易以胶体状况存在的铝、铁跟硅元素在水中的含量都不高,说明锦西石化超滤进水与产出水中的胶体物质含量均较低。

  3.3膜沾染起因剖析
  3.3.1保安过滤器滤芯沾染起因剖析:锦西石化污水回用膜处理装置反浸透单元的保安过滤器滤芯堵塞重大,为剖析其堵塞起因及沾染物重要成分,对沾染滤芯名义进行电镜剖析跟能谱剖析。电镜图片见图1
  能谱剖析图片见图2。
  图1为沾染滤芯局部放大150倍图片,从图中可能清楚看出,网状的滤芯纤维上堆挂着大量沾染物,多少乎将纤维缝隙全部堵塞。电镜图片将中的沾染物进一步放大到10000倍,图中显示,沾染物名义不晶体物质存在,说明沾染起因不是金属盐结晶结垢沾染造成的;沾染物名义致密,其相态显示为有机物沉积;沾染物名义有条索状物质,说明有微生物胞外聚合物或者菌体呈现。图2中的能谱图也显示出,沾染膜名义的重要元素含量为
  C、O,有机物重要组成为
  C、O。因此,可能基本判断,保安过滤器沾染物的组成重要是微生物分泌物产生的有机物质。
  剖析保安过滤器滤芯的沾染起因,从沾染物状况及沾染物成分剖析上基本可能判断:滤芯沾染起因重要是微生物滋生,产生胞外聚合物,造成滤芯堵塞,导致滤芯沾染。
  3.3.2超滤进水与产水沾染膜成分剖析:为了进一步判断沾染物来源,分辨对超滤进水、超滤水储罐出水、超滤产水进行过滤,过滤时光为15min,过滤膜为测定SDI的膜片,过滤后对过滤膜名义状况进行电镜剖析
  对过滤膜名义成分进行能谱剖析。
  图3显示,膜名义沾染物沉积较多,多少乎将膜面全部笼罩;从放大到10000倍的电镜照片[图3]中,可能清楚看到微生物胞外聚合物条索状物质交错伸展,多层密集重叠。超滤出水过滤膜1000倍的电镜照片[见图4跟图5]显示,过滤15min后,过滤膜名义沾染物未几,但在10000倍的电镜照片[见图4跟图5]中,都发明了条索状微生物沉积物的存在。因此,超滤进水、超滤水储罐出水、超滤产水过滤膜名义的SEM剖析显示,膜面沾染物重要成分是微生物产生的有机沾染物。图6~图8能谱剖析结果同时显示,膜面的沾染物重要元素为
  C、O。因此可能判断,膜处理体系沾染堵塞的重要起因,是微生物滋出产生的有机沾染物沉积造成的。
  剖析膜名义微生物沾染的机理如下:膜名义的生物沾染景象可能是通过微生物的细胞附着在膜名义的初始黏合与生物膜的形成两个进程形成的。微生物初始附着后,附着的细胞将被定植于膜的名义,随之形成生物膜,而后,附着的微生物细胞都会产生细胞外聚合物,并发展成小菌落。细胞外聚合物的重要成分是有机物的代谢产物,包含蛋白质、碳水化合物、DNA跟RNA等。胞外聚合物在膜组件积聚,导致膜孔阻塞,是膜沾染加剧的重要起因。膜丝被微生物胞外聚合物或者微生物菌体周到黏附,阻塞了膜孔,导致膜通量降落,即产生膜沾染。具体接洽污水宝或参见更多相干技巧文档。
  微生物细菌以黏着、穿透膜资料等固定情势,增加了膜名义沾染物的附着强度,由微生物附着滋生造成的膜沾染多少乎是不可逆的。因此,把持膜沾染可能利用生物手段,使产生胞外聚合物的微生物种群处于劣势,降落其在体系中的种群数量,从而达到减少胞外聚合物的积聚,延缓膜沾染的产生。
  3.4膜装置运行沾染起因剖析:锦西石化污水回用装置现用的超滤膜孔径为0.025μm,而细菌颗粒个别为1~3μm,实际上超滤膜产出水中的微生物含量应当很低。为此,对超滤装置的完全性进行排查,查出有2根超滤膜管件封口不严,超滤进水沾染了超滤产水,前期造成超滤产水中微生物含量达不到再生水把持指标请求,后期因为加强了超滤进水的杀菌办法,细菌成长受到克制,但在反浸透单元,因为投加还原剂,中跟了水中的余氯,使微生物在保安过滤器滤芯上暴发式成长,很短时光内就造成滤芯重大堵塞生效。反浸透进水保安过滤器是反浸透设备的配套体系,过滤器滤芯材质采取SUS-304,过滤孔径为5μm,滤芯多层褶皱结构更易造成微生物吸附滋生,微生物产生的分泌物-有机沾染物与滤芯资料周到结合,难以彻底荡涤恢复。
  4论断与倡导
  ①微生物剖析结果显示,超滤回用水出口的异养菌含量有时超出再生水把持指标范畴,与把持指标比较,其微生物把持不完全达到预期后果。
  ②通过SEM跟XPS剖析可能基本判断,保安过滤器滤芯的沾染物重要是微生物滋生的有机物。
  ③超滤进水、超滤水储罐出水、超滤产水过滤膜名义的SEM剖析显示,膜面沾染物重要成分是微生物产生的有机沾染物。能谱剖析结果同时显示,膜面的沾染物重要元素为
  C、O。因此可能判断,膜处理体系沾染堵塞的重要起因,就是微生物滋出产生的有机沾染物造成的。
  ④通过对超滤装置的完全性排查结果显示,有2根超滤膜管件封口不严,超滤进水沾染了超滤产水,使微生物在保安过滤器滤芯上暴发式成长,很短时光内就造成滤芯重大堵塞生效。
  ⑤因为双膜法污水深度处理体系来水中有微量有机物存在,膜内极易滋生微生物,因此倡导,可在以超滤前投加NaClO等杀菌剂,且保障一定的余氯含量,防备膜的生物沾染。农村污水处理设备主要目的是将生活污水和与之相类似的工业有机废水处理后达到回用水质要求,使废水处理后资源化利用。在总结国内外先进经验的基础上,不断改进污水处理工艺,促进了污水处理设备的大发展。 同时,在反浸透前投加恰当富饶量的NaHSO3,避免氧化剂对反浸透膜的破坏,有效防备反浸透膜的微生物沾染。同时,超滤安假装为反浸透装置的预处理体系,其出水微生物含量高会造成反浸透膜的微生物沾染。很多实例证明,预处理体系被微生物沾染后,反浸透体系很难得到彻底有效的荡涤,即便反浸透膜刚荡涤过,又会被来自预处理体系的沾染源再次沾染,这种沾染往往敏捷而频繁。

一体化生活污水处理设备因此,做好预处理工作,严格把持进水中的微生物含量,是把持反浸透体系微生物沾染的重要任务。


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