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美国DURAFLOW管式微滤膜的应用特点

来宝网 2011/5/19点击3826次

环境保护问题随经济的发展越来越显得严峻,各个省市随国家的环保政策制定了相应的排放标准,尤其在经济比较发达、制造业密布的地区,环保政策相对苛刻,以至于提出了回用废水60%甚至于80%的标准,这对于环保公司来讲不啻一个机遇,但从技术层面来说又是一大难题。于是国内同行公司都为此集中了相当的人力、物力研发能集实用性、稳定性、经受得住考验的回用设施。美国Duraflow公司的回用系统正是在这样的条件下进入中国的。
Duraflow确切的说是一种微滤膜产品的代称,也是生产此膜的公司的名称—意思是经久耐用的膜。大家对反渗透膜都有所了解,微滤膜也是膜家族的一员,只是孔径与反渗透相比要大一些,孔径是0.1微米,而反渗透为0.001微米。
那么Duraflow微滤膜的作用是什么?用Duraflow膜能带来什么样的效益?
采用此膜技术最大的优势就是能够达到传统处理法根本所不能达到的处理效果。那么使用此技术带来的最直接的效益就是废水可以回到生产线再次使用,这也是传统方法更难以企及的。为了更加详细的说明此项技术的特点,我们谨以Duraflow在中国的第一个客户美国Amphenol公司的废水回用特点为例进行说明。
Am phenol 公司是美国的一家跨国公司,于2004在广州番禺设立了一家软性电路板厂。但介于当时该厂的地理位置离广州市政饮用水道只有一公里的距离,所以环保部门提出了废水回用80%的标准,这样Amphenol公司从美国引进了Duraflow的废水回用设施,使该厂在严格监察一年后拿到了环保牌照。
与传统的废水工艺相比较,Duraflow 技术的主要特点是:
1. 取代了传统的斜板沉淀池,节省了占地面积。我们都知道,传统的处理方式如下列工艺所示:PH调节1-----PH调节2-------斜板沉淀-------上清夜排放。。。而Duraflow用膜取代了斜板沉淀池,经过PH调节后的废水直接进入膜过滤,过滤后的上清液直接进入到RO回用。用示意图表示为PH调节1-----PH调节2------DF过滤-----RO回用。
DMF处理工艺流程及说明 
从上述的工艺步骤中我们看出斜板沉淀池不存在了。这不仅仅是一个简单的替代作用。使用本系统不仅有利于出水质量的提高,对生产工艺本身来说也具备一个优势:便于今后的扩产、增容,而占地面积却不用增加。由于膜系统是在刚架上组建的,在组建过程中可在架体上留出余隙,如果将来扩产,只需将模组数量相应增加即可。而这个特点是传统土建的方式达不到的。传统方式扩产的话,只能另辟地方建设废水区。在用地紧张的某些企业甚至将废水区向高层发展,某企业的废水设施有四、五层楼那么高,这些也就并不稀奇了。
2. 出水效果优异。针对电子和电路板废水为例,Dataflow的工艺所产出的水完全达到了直接进入RO的标准。下面就是经DF后的产水指标(以某使用DF产品的某电子厂为例)

  COD SS
进水 120 120 15 1000
出水 30 0.05 0.05 0

3. 膜经久耐用。对于使用者来说,一提到膜就是:成本一定很高、不耐用及无法承受苛刻的使用条件等忧虑。但对于Duraflow的膜来说,这些问题则根本不存在。此膜具有一般膜所不具备的突出特点:
特点一:适用于重负荷的操作。由于此处理的工艺省却了沉淀池,使高浓度的SS直接进入到膜系统之中,因此使此膜成为与其它膜的最大不同点。其可承受的最大SS值为8500左右。这是任何其他系列的膜都无法做到的。
特点二:耐化学性。膜管本身是由耐腐蚀的化学材料(聚偏四氟乙烯)构成,因此膜本身可承受10%的强氧化剂或10%的强酸和强碱的冲击。
特点三:耐高压。膜管采用的高强度管材,最大可承受120psi的压力。
特点四:清理方便。大的膜管开口口径及简便的膜管连接方式为及时进行异物清理提供了方便。Duraflow膜管的口径为25毫米,这样就为膜管万一遭到严重的阻塞进行清理提供了方便。每只膜管的长度为1.8米,膜壳的外径为160毫米,如果遭到了异常严重的阻塞,只需两个人工便可将膜管拆下,用高压水疏通即可。
特点五:易于维护。膜在使用一段时间后要进行清洗。此膜的清洗有别于常见膜,它无需反冲洗,只要正向清洗即可。膜本身就是用强氧化剂或强酸进行清洗,通常采用3-5%的次氯酸钠或1-5%的硫酸作为清洗剂,无须特种清洗剂。膜的清洗周期为2周到2个月不等,根据各企业的废水条件而定。
特点六:使用寿命长。一般容易把膜理解为娇嫩、不经抗或不太实用的东西。随着膜科技的发展,膜材选用的不同,膜在工业领域办演越来越重要的角色。Duraflow的膜作为其中的一员,其重要的一点就是超常的使用寿命,使用Duraflow膜最久的厂家已连续使用了此膜12年。
特点七:对RO膜的保护,其产水的低SDI(SDI小于2)大大的延长了RO膜的使用寿命。以在中国广州安费诺的回用项目为例,至今,此RO作为废水回用使用已使用了4年,但未有更换过。
特点八:省去了PAM的添加。由于DF需经PH调节后的高SS直接进入膜系统,因此它是不需要加PAM的,这样不仅有稳定出水水质的作用,同时还可在一定程度上省却了一定的药剂成本。
特点九:有利于企业形象的提升及管理水平的提高。很多的企业在发展到一定程度的时候,都会关注生命、健康的问题,因为这是生存的根本。DMF正是顺应了这个趋势,使得废水处理不再是一个仅仅是处理一下、“达标”就排而或有时差一点也没关系而已,DMF是一个集中规划、管理、回用的综合性的概念。
这只是罗列出DF膜系统一些比较突出的特点,其它诸如占地面积小、施工简单(如承建一
个1000吨左右的项目只需要1-2个月即可完工使用)、可随意拆卸和不受搬迁厂址的困扰等
特点并无一一列出。
现在使用超滤作为回用系统的厂家也不少,但鲜有成功的案例。以下图谱是超滤回用
废水的典型图谱:
Ph1-----Ph2----中间罐(添加PAM)-----斜板沉淀器------上清液收集池------泵入多介质过滤
器-----泵入活性碳过滤器--------泵入过滤器-------超滤过滤------------过滤水收集-----反渗透过
滤----过滤水车间使用
1) 超滤系统的前处理
从以上的工艺流程中看出,为了让处理后的废水进入到超滤和保证超滤出水的稳定,在
超滤工艺前后都安装了过滤装置,以做到精密的过滤处理,使过滤后的水进入到超滤膜后不对超滤膜造成污染。
超滤工艺中所面临的主要问题:
问题一:
PAM的添加。PAM的主要作用是使混凝后的废水形成更粗大的颗粒,进入斜板沉淀器后利用其本身的重力作用将污染物沉淀在池底部,然后上清液从池顶部溢出的过程。而PAM是以体积比的形式添加的,为形成大颗粒,各企业对其基本上是以过量的形式进行添加。这样就造成了过量且溶于水的PAM存在于斜板沉淀器上清液冲,并随之进入到后续的超滤系统中(多道过滤系统是无法过滤离子性的物质的),导致超滤膜的阻塞。这样只有通过化学清洗才能恢复超滤膜的过滤通量。而超滤膜无法承受高强氧化剂的清洗,PAM正需要高强氧化剂才能将其降解,所以如何清洗是超滤的一大难题。
问题二:
反清洗,也是和超滤系统的清洗有关。将斜板沉淀后废水中带有的SS利用超滤前的过滤系统过滤掉,经一短使用周期后,无论是沙滤还是碳滤都要有个反冲洗的过程,而反冲洗的废水只有一个选择:进入到调节池进行再处理。而最后带来的负面效应就是,调节池的负荷越来越大。同时沙滤、碳滤材料的更换也是一件苦事。
问题三:
超滤膜的结构形态导致无法进行人工拆卸清洗。当超滤膜阻塞严重之后,只能将其废弃。这也是其结构所决定的。为了保证大的过滤面积,每只超滤膜管是由外径为0.7毫米内径为0.4毫米左右的材料构成,正是由此早成了其清洗的困难。在轻微阻塞时,可利用较大的压力将污染物清理出去。但当污染严重,造成管路不畅时,普通清洗根本达不到恢复通量的良好效果,而其结构又使人工清理成为不可能。
综述超滤膜在废水回用上的使用主要问题归结为两点:由于PAM的使用所导致超滤膜清洗
的难度及超滤系统反冲洗废水所带来的负荷量的问题。
处理费用:
电费:废水处理区域:1.5元/小时+ 反渗透区域(0.6元/小时)=2.5元小时
化学药剂费用:2元/吨废水(使用复合铁)
活性碳粉:0.3元/吨废水
处理药剂成本+电费=4.8元
有关回收效益与成本的问题,根据各厂的基本情况有所不同,废水回用与以前所要求的废水达标排放的概念大不相同,它同生产线上的管理、废水操作管理人员的素质、生产与废水区域的统筹管理和衔接等各方面的因素息息相关。上例我们是以一家FPC厂的废水回用为例,(每日回用的废水为400吨),这样对使用DF作为废水回用的成本以窥一二。
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