MBR處理印染廢水膜污染的清洗維護(hù)
天津市眾邁環(huán)保設(shè)備科技有限公司位于環(huán)渤海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心——天津。本公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售水處理設(shè)備、環(huán)保凈化設(shè)備于一體的綜合生產(chǎn)型企業(yè)。設(shè)備在銷往全國各地的同時也出口多個國家并得到客戶的*好評！
公司主營產(chǎn)品有：含油污染物超凈處理裝置、地埋式一體化污水處理設(shè)備、溶氣式氣浮機(jī)、醫(yī)用污水處理設(shè)備、板框壓濾機(jī)、二氧化氯發(fā)生器、飲用水消毒設(shè)備加藥裝置等各種環(huán)保產(chǎn)品。
目前公司的污水處理設(shè)備在飲用水、市政污水、醫(yī)院污水、生活污水、機(jī)場污水、高速公路污水、景區(qū)污水、食品廠、工業(yè)循環(huán)冷卻水、中水回用等不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
公司擁有一批優(yōu)秀的科研技術(shù)及管理專業(yè)人才，可以針對同不客戶的要求，提供不同的解決方案。可以向客戶提供優(yōu)質(zhì)的成品，也可以按照客戶的需求，定制*設(shè)備。本公司具有系統(tǒng)設(shè)計，工程實施，售后服務(wù)等一站式服務(wù)。
天津市眾邁環(huán)保設(shè)備科技有限公司本著“科技興企、人才興企”經(jīng)營理念和“質(zhì)量為先、誠信為本”的企業(yè)宗旨，服務(wù)于社會，回報于社會，盡心盡力做好環(huán)保事業(yè)。
膜生物反應(yīng)器MBR(MembraneBioreactor)是“生物+物理”組合處理污水的一種工程形式，它具有固液分離效率高、剩余污泥產(chǎn)量少、占地面積小、不易發(fā)生污泥膨脹和操作管理方便等特點，但伴隨而來的膜污染問題不僅使膜的滲透通量隨時間不斷減弱(需要對污染膜進(jìn)行定期清洗維護(hù))，還會縮短膜的使用壽命，使得MBR在污水處理領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用受到了一定的限制。工業(yè)廢水種類繁多，成分復(fù)雜，因此造成膜污染的原因也不盡相同。目前，膜污染物的種類有無機(jī)污染物、有機(jī)污染物及礦物油、微生物和膠體污染物等。不同種類的膜污染所采取的清洗方法也不盡相同，本文通過對某印染廢水處理工藝中膜污染的清洗維護(hù)試驗，提出對應(yīng)的膜清洗方案。
一、工程項目概況
某污水處理廠的印染廢水設(shè)計日處理能力為15000t/d。原污水處理流程采用“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)》，因此后期對系統(tǒng)進(jìn)行了升級改造，改造擴(kuò)建工程在原址進(jìn)行，改造后的工藝流程如圖1所示，在保留部分原構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上，廢除前段加藥池，改建混凝沉淀池成缺氧池，增加活性炭投加池和MBR膜池，后期增加反滲透等。
二、MBR系統(tǒng)運行情況
該MBR系統(tǒng)使用聚四氟乙烯中空纖維膜(PTFE)，共計35套、2800支，總膜面積為33600m2，分4個單元，即A、B、C、D單元，各單元9套膜箱(其中一個單元8套)。膜產(chǎn)品參數(shù)配置如表1所示。
注：序號1～4為原水水質(zhì)參數(shù)，5～13為膜參數(shù)。關(guān)于日流量，條件是新膜初期使用，水泵全開，關(guān)于曝氣總量，曝氣量計算時選取60L/(min/支)。
目前，該MBR系統(tǒng)運行情況為：過濾9min間歇1min，10個過濾周期反洗一次，反洗時間為60s，反洗兩次CEB清洗一次，CEB清洗時間為60s。
清洗前膜系統(tǒng)存在以下問題：各膜箱膜絲污染嚴(yán)重，運行負(fù)壓值高達(dá)-0.09MPa，且反洗已無效，膜絲完整，無斷絲現(xiàn)象，膜箱曝氣孔堵塞，清洗膜箱表面(即低壓水槍連接潛污通過原膜池污水沖洗膜箱)，單套膜箱清洗時間約為1h，且清洗效果只能維持2～3h。
三、膜清洗試驗
3.1 膜清洗試驗流程
將待清洗的膜箱吊出，取污染較為嚴(yán)重的膜絲，并選擇較為隱蔽處的膜組件上剪取一段膜絲(可選擇膜箱中間部位)作為小試試驗的樣品，剪斷后的膜絲應(yīng)做好打結(jié)處理，防止產(chǎn)水帶泥出水渾濁。準(zhǔn)備浸泡藥劑，濃度如表2所示。試驗中，酸堿交替浸泡，即當(dāng)單個膜絲酸(堿)浸泡一定時間后，放置對應(yīng)的堿(酸)浸泡一定時間，并記錄上述8組試驗反應(yīng)速度、反應(yīng)時間及清洗效果，繼而確定清洗方式及藥劑濃度和時間。
3.2 膜通量的測定
將多根剛?cè)∠碌哪そz做成小組件。將小組件連接蠕動泵，在一定溫度和壓力條件下用印染廢水水樣測量清洗前的膜通量，記錄數(shù)據(jù)。按照膜清洗試驗結(jié)果選取適當(dāng)濃度的清洗藥劑對污染膜進(jìn)行浸泡清洗。用純水沖洗膜內(nèi)的清洗劑，之后重新用同樣的印染廢水水樣在同溫同壓下測量沖洗過的膜通量，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。
四、清洗效果分析
4.1 膜清洗試驗結(jié)果
膜清洗試驗顯示，堿洗浸泡約1.5h，膜絲反應(yīng)*，污染物去除效果很明顯，酸洗浸泡約1.5h，污染物去除效果不顯著，酸堿交替浸泡共約3h，膜絲反應(yīng)*，污染物去除效果很明膜絲污染物以堿洗效果為佳，浸泡時間約為1.5h，混合堿液濃度為2%～3%NaOH+0.2%～0.3%NaCLO時效果好，隨著清洗時間的增加，膜通量會逐漸恢復(fù)。強(qiáng)堿主要是去除蛋白、藻類等生物污染，膠體污染以及大多數(shù)的有機(jī)污染物。因此，該膜生物反應(yīng)器膜絲污染類型主要為有機(jī)污染和膠體污染。
4.2 膜通量的測定
考慮到PVDF膜清洗過程中堿液浸泡可能導(dǎo)致膜性能發(fā)生變化，本次清洗采用濃度較低的堿液(2%NaOH+0.2%NaCLO)。另外，結(jié)合小試試驗結(jié)果以及時間的緊迫性，考慮現(xiàn)場酸堿交替清洗中的操作難度以及交替清洗操作需要較長的清洗時間，建議單次進(jìn)行獨立的一次性堿洗。可以看出，膜污染后膜通量較設(shè)計值(印染廢水)降低了17.7%，影響MBR系統(tǒng)的產(chǎn)水性能，經(jīng)過純水清洗后，通量恢復(fù)較小，約占可恢復(fù)通量的15%，經(jīng)過堿洗后，通量恢復(fù)較大，約占可恢復(fù)通量的84%。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清水反洗、曝氣抖動等措施去除的暫時污染，而不可逆污染則是不能通過水力清洗措施去除的膜污染，只有在清洗劑中加入酸或堿等化學(xué)藥劑，通過化學(xué)藥劑反應(yīng)才能去除的膜污染。從清洗試驗結(jié)果來看，該膜污染通過清水反洗只去除了很小一部分污染物，而經(jīng)過堿洗之后，通量得到明顯恢復(fù)，因此該膜污染的污染層以不可逆污染為主。
五、現(xiàn)場清洗方案
根據(jù)以上試驗結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，現(xiàn)場污染膜的清洗方案確定為以下方案。清洗的主要方式為混合堿液浸泡清洗。清洗的流程如下。
(1)槽車送藥加藥至現(xiàn)場CIP加藥桶(容積2000L，材質(zhì)PE，數(shù)量2個)，每個加藥桶加1500L30%工業(yè)級NaOH濃藥和500L10%工業(yè)級NaCLO濃藥。
(2)使用CIP加藥泵(流量25m3/h，揚程10m，功率15kW，口徑DN65，數(shù)量2臺)分別加藥(2000L混合堿液)至2個化學(xué)清洗池。
(3)將2個化學(xué)清洗池中分別加入清水至高度3.2m處，浸泡藥劑容積均為24m3，終化學(xué)清洗池中藥劑濃度均約為2.4%混合堿液。
(4)將待清洗的兩套膜箱上的產(chǎn)水閥門、反洗閥門及曝氣閥門關(guān)閉。
(5)拆除兩套膜箱產(chǎn)水管和曝氣管連接口。
(6)將兩套膜箱依次起吊，并進(jìn)行清水沖洗(建議現(xiàn)場選用低壓水槍，禁止使用高壓水)，將膜絲表面附著污染物清除，膜曝氣孔堵塞可采用：采用人工手動清理曝氣孔，去除曝氣孔口堆積的污泥，將膜箱放置于化學(xué)清洗池中，連接膜箱上曝氣管口與CIP清洗管路加藥口，將清水打入曝氣管路中，時間控制根據(jù)現(xiàn)場清洗情況而定。
(7)將兩套沖洗完畢的膜箱依次吊入膜化學(xué)清洗池中，開始浸泡，浸泡時間初步均為1.5～2.0h，可根據(jù)實際污染情況適當(dāng)延長。其間，兩套膜箱浸泡時需要適當(dāng)開啟曝氣。
(8)浸泡結(jié)束后，依次起吊兩套膜箱，將兩套膜箱依次吊至膜池中連接好曝氣管路及產(chǎn)水管路，建議執(zhí)行反洗1～2次后恢復(fù)產(chǎn)水。
(9)后續(xù)批次膜箱重復(fù)步驟(4)至步驟(8)。
