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碟管式反滲透DTRO工藝簡介

時間:2020-09-16 10:45

來源:淼知水圈

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有關DTRO工藝的簡短總結,大家一起來學習吧!

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一、碟管式膜組件

DT膜技術即碟管式膜技術,分為DTRO(碟管式反滲透)和DTNF(碟管式納濾)兩大類,是一種專利型膜分離設備。它的膜組件構造與傳統的卷式膜截然不同。

1、原液流道

碟管式膜組件具有專利的流道設計形式,采用開放式流道,料液通過入口進入壓力容器中,從導流盤與外殼之間的通道流到組件的另一端,在另一端法蘭處,料液通過8個通道進入導流盤中,被處理的液體以最短的距離快速流經過濾膜,然后180°逆轉到另一膜面,再從導流盤中心的槽口流入到下個導流盤,從而在膜表面形成由導流盤圓周到圓中心,再到圓周,再到圓中心的雙”S”形路線,濃縮液最后從進料端法蘭處流出。

DT組件兩導流盤之間的距離為4mm,導流盤表面有一定方式排列的凸點。這種特殊的水力學設計使處理液在壓力作用下流經濾膜表面遇凸點碰撞時形成湍流,增加透過速率和自清洗功能,從而有效地避免了膜堵塞和濃度極化現象,成功地延長了膜片的使用壽命;清洗時也容易將膜片上的積垢洗凈,保證碟管式膜組適用于處理高渾濁度和高含砂系數的廢水,適應更惡劣的進水條件。

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2、透過液流道

過濾膜片由兩張同心環狀反滲透膜組成,膜中間夾著一層絲狀支架,使通過膜片的凈水可以快速流向出口。這三層環狀材料的外環用超聲波技術焊接,內環開口,為凈水出口。

滲透液在膜片中間沿絲狀支架流到中心拉桿外圍的透過液通道,導流盤上的O型密封圈防止原水進入透過液通道;透過液從膜片到中心的距離非常短,且對于組件內所有的過濾膜片均相等。

二、兩級DTRO工藝

兩級DTRO工藝是基于碟管式反滲透膜的工藝運用,其核心技術在于碟管式反滲透膜的獨特結構形式,使得反滲透膜直接處理高濃度廢水成為可能,是一種穩定可靠的處理技術,具備投資省、自控程度高、操作維護簡便、運行費用低以及穩定持續滿足排放要求的特點,具體如下:

(1)流程簡潔緊湊,設備成套裝置標準化。如兩級DTRO成套裝置圖,該成套裝置中集成了用于預處理的砂濾系統、保安過濾器,用于反滲透分高的膜組件、高壓泵、循環泵,用于系統清洗的清洗水箱以及用于設備供電及控制的MCC柜和PLC柜等。

此外,用于原水加酸調節,出水堿回調等原水罐、泵閥等也是標準化成套設備,均在工廠完成加工、安裝及調試;運達現場吊裝就位后即可調試,投入運行周期短。

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(2)工藝穩定性強、維護簡單、能耗低由于影響膜系統截留率的因素較少,所以系統出水水質很穩定,不受可生化性、氮比等因秦的影響;工藝中采用的DT膜組件采用標準化設計,組件易于拆卸維護,打開DT組件可以輕松檢查維護任何一片過濾膜片及其它部件,維修簡單,當零部件數量不夠時,組件允許少裝一些膜片及導流盤而不影響DT膜組件的使用。

DT膜組件有效避免膜的結垢,膜污染減輕,使反滲透膜的壽命延長。DT的特殊結構及水力學設計使膜組易于清洗,清洗后通量恢復性非常好,從而延長了膜片壽命。實踐工程表明,在滲瀝液原液處理中,—級DT膜片壽命可長達3年,甚至更長,接在其它處理設施后(比如MBR)壽命長達5年以上,這對一般的反滲透處理系統來說是無法達到的。

在該工藝中不需要實現污染物質的最終去除,僅為分離作用,因此,運行能耗大大降低;DT組件內部任何單個部件均允許單獨更換。過濾部分由多個過濾膜片及導流盤裝配而成,當過濾膜片需更換時可進行單個更換,對于過濾性能好的膜片仍可繼續使用,這最大程序減少了換膜成本。

(3)出水水質好,反滲透膜對各項污染物都具有極高的去除率,出水水質好,目前的主要運用為單級(串聯至生化出水后)及兩級DTRO,完全可以滿足各類回用或排放標準。

(4)運行靈活,DTRO系統作為一套物理分離設備,操作十分靈活,可以連續運行,也可間歇運行,還可以調整系統的串并聯方式,來適應水質水量的要求。

(5)建設周期短,調試、啟動迅速,兩級DTRO工藝的核心組件均在工廠組裝完畢,附以配套的廠房、水池建設,規模很小,建設速度快。設備運抵現場后只需兩周左右的時間安裝調試工作就可完成。

(6)自動化程度高,操作運行簡單,該工藝系統為全自動式,整個系統設有完善的監測、控制系統,PLC可以根據傳感器參數自動調節,適時發出報警信號,對系統形成保護,操作人員只需根據操作手冊查找錯誤代碼排除故障,對操作人員的經驗沒有過高的要求。

(7)占地面積小,兩級DTRO工藝的核心設備為集成式安裝,附屬構筑物及設施也是一些小型構筑物,占地面積很小。

(8)可循環使用,兩級DTRO工藝的核心組件為DTRO一體化設備,移動安裝簡便,設備整體使用壽命20年以上,一個項目結束后可移至其它項目繼續使用。

三、工藝流程及說明

1、工藝流程

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2、流程說明

(1)預處理

高濃度廢水由于其出廠條件、前處理流程等的不同,其組成成份復雜,存在各種鈣、鎂、鋇、硅等種難溶鹽,這些難溶無機鹽進入反滲透系統后被高倍濃縮,當其濃度超過該條件下的溶解度時將會在膜表面產生結垢現象,而調節原水能有效防止碳酸鹽類無機鹽的結垢,故在進入反滲透前須對原水進行pH值調節。

調節池出水泵入反滲透系統的原水罐,在原水罐中通過加酸,調節pH,原水罐的出水經原水泵加壓后再進入石英砂過濾器,砂濾器數量按具體處理規模確定,其過濾精度為50μm。砂濾器進、出水端都有壓力表,當壓差超過25bar的時候須執行反洗程序。砂濾器反沖洗的頻率取決于進水的懸浮物含量,對一般的廢水來說,砂濾器反沖洗周期約100小時左右,對于SS值比較低的原水,砂濾運行100小時后若壓差未超過25ba也須進行反沖洗,以避免石英砂的過度壓實及板結現象,兩者以先到時間為自動激活砂濾反洗時間。砂濾水洗采用原水清洗;氣洗使用旋片壓縮機產生的壓縮空氣。

砂濾出水后進入芯式過濾器,對于滲瀝液處理系統,由于原水中鈣、鎂、鋇等易結垢離子和硅酸鹽含量高,經DT膜組件高倍濃縮后,這些鹽容易在濃縮液側出現過飽和狀態,所以根據實際水質情況在芯式過濾器前加入一定量的阻垢劑防止硅垢及硫酸鹽結垢現象的發生,具體添加量由原水水質分析情況確定,阻垢劑應加20倍水進行稀釋后使用。芯式過濾器為膜柱提供最后一道保護屏障,芯式過濾器的精度為10μm。同樣,芯式過濾器的數量同砂濾一樣,按具體處理規模確定。

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(2)兩級DTRO系統工藝流程

該系統為兩級反滲透,第一級反滲透需要從芯式過濾器后進水,第二級反滲透處理第一級透過水。

原水儲罐的出水由泵給反滲透設備供水,砂濾器增壓泵給原水提供壓力。砂濾器共有1個,砂濾器進、出水端都有壓力表,當壓差超過25bar的時候須執行反洗程序。

砂濾器反沖洗的頻率取決于進水的懸浮物含量。反沖洗時先用氣泵進行氣洗,再用泵進行沖洗,砂濾器的過濾精度為50μm。經過砂濾器后原水直接進入芯式過濾器,設備配有芯式過濾器2臺,其進、出水端都有壓力表,當壓差超過20bar的時候進行更換濾芯。芯式過濾器過濾的精度為10μm,為膜柱提供最后一道保護屏障。

為了防止各種難溶性硫酸鹽、硅酸鹽在膜組件內由于高倍濃縮產生結垢現象,有效延長膜使用壽命,在一級反滲透膜前需加入一定量的阻垢劑。添加量按原水中難溶鹽的濃度確定。

經過芯式過濾器的原水直接進入一級反滲透高壓柱塞泵,DT膜系統每臺柱塞泵后邊都有一個減震器,用于吸收高壓泵產生的壓力脈沖,給膜柱提供平穩的壓力。經高壓泵后的出水進入膜組件,膜組件采碟管式反滲透膜柱,抗污染性強,物料交換效果好的優點,對滲瀝液的適應性很強,一級DTRO膜壽可達3年以上,二級DTRO膜壽命長達5年。一級反滲透系統擬設兩組,為串聯連接方式,第一組反滲透的濃液進入串聯后置的第二組,各組處理的濃液COD濃度及鹽含量依次增加。二級反滲透設一組。

第一級反滲透的減震器出水進入第一個膜組,第一組由高壓泵值接供水,第二組膜柱配一臺在線循環泵以產生足夠的流量和流速以克服膜污染;第二級反滲透不需要在線增壓泵,由于其進水電導率比較低,回收率比較高,僅僅使用高壓泵就可以滿足要求。

膜柱組出水分為兩部分。第一級反滲透的透過液排向第二級反滲透的進水端,濃縮液排入濃縮液儲存池。第二級反滲透的透過液進人凈水儲存池,等待回用,濃縮液進入第一級反滲透的進水端,進行進一步的處理。兩級反滲透的濃縮液端各有一個壓力調節閥,用于控制膜組內的壓力,以產生必要的凈水回收率。

(3)清水脫氣及pH值調節

由于高濃度廢水中含有一定的溶解性氣體,而反滲透膜可以脫除溶解性的離子而不能脫除溶解性的氣體就可能導致反滲透膜產水pH值會稍低于排放要求。經脫氣塔脫除透過液中溶解的酸性氣體后,pH值能顯著上升,若經脫氣塔后的清水pH值仍低于排放要求,此時系統將自動加少量堿回調pH值至排放要求,由于出水經脫氣塔脫氣處理,只需加微量的堿液即能達到排放要求。

出水pH回調在清水罐中進行,清水排放管中安裝有pH值傳感器,PLC判斷出水pH值并自動調節計量泵的頻率以調整加堿量,最終使排水pH值達到排放要求。

(4)設備的沖洗和清洗

膜組的清洗包括沖洗和化學清洗兩種。

反滲透系統有清洗劑A、清洗劑B、阻垢劑和清洗緩沖罐。操作人員需要定期給儲罐添加清洗劑和阻垢劑,設定清洗執行時間,需要清洗的時候系統自動執行系統沖洗:

膜組的沖洗在每次系統關閉時進行,在正常開機運行狀態下需要停機時,一般都采取先沖洗后再停機模式。系統故障時自動停機,也執行沖洗程序。沖洗的主要目的是防止原水中的污染物在膜片表面沉積。沖洗分為兩種:一種是用原水沖洗,一種是凈水沖洗,兩種沖洗的時間都可以在操作界面上設定,一般為2-5分鐘。

編輯:趙凡

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