天地人視角-碟管式膜技術在高濃度工業廢水處理領域的研究及展望 張立娜

2017-09-06


碟管式膜技術是專門針對高污染、高鹽分料液的過濾分離而設計開發的一種專利型膜分離設備,目前在垃圾滲濾液處理領域已經得到了廣泛的應用,較之于其他膜分離技術,碟管式膜有它獨到的優勢之處。天地人公司從事高濃度廢水處理已有十五年載,也是國內最早引進碟管式膜技術的公司,今天就從天地人公司出發,與大家一起分享碟管式膜技術在國內工程案例上的應用。

碟管式膜技術,其核心即碟管式膜組件,與常用的卷式膜和中空纖維膜組件在結構形式上有較大差異,膜片、導流盤和O型橡膠墊圈為其重要的三個組成元件,如圖1所示。將膜片與導流盤間隔疊放,用中心拉桿和端板進行固定,然后置于耐壓套管中,就形成了一個碟管式膜組件。

 

圖 1 碟管式膜組件核心部件

碟管式膜組件的過濾過程中,如圖2所示。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,料液進入導流盤中,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一個導流盤,從而在膜表面形成由導流盤圓周→圓中心→圓周→圓中心……的雙“S”形路線,濃縮液最后從進料端法蘭處流出。透過液沿過濾膜袋中間的凈水導流織網流至中心拉桿外圍的透過液通道,由法蘭上的排放管道排出。依靠導流盤上的O型圈隔離原水與透過液通道。這種特殊的水力學設計使碟管式膜組件具有如下優點:

? 開放式寬流道

膜片和導流盤之間形成的開放式寬流道可以允許較大顆粒雜質通過,不堵塞通道,同時導流盤不與膜片相接觸,在過濾和清洗過程中,污染物不易在膜表面積留。

? 湍流式錯流過濾

導流盤的特殊設計使得過濾過程中在膜表面形成較強的湍流作用,同時料液在膜柱內流動極短的距離后便做180°轉彎,有利于料液的再次混合,減小濃差極化現象的同時,增加透過速率和自清洗功能。

? 膜片可單獨抽換

碟管式膜組件的膜片相互獨立,可單獨更換(不同于其它膜元件需要整支更換),甚至可以將少量損壞的膜片和導流盤除去,不影響膜柱的運行,大幅降低了膜片更換成本。

? 耐壓等級高

目前,天地人公司生產的碟管式膜組件,按耐壓等級分有:7.5MPa、9.0MPa、12.0MPa和16.0MPa四種,遠高于常用的卷式膜組件,高的操作壓力可以克服更高的滲透壓,有利于提高原水濃縮倍數或凈水回收率。

 

圖2 碟管式膜組件流道示意圖

以上碟管式膜組件的特點決定了碟管式膜系統具有極強的抗污染能力,經過簡單預處理即可用于高濃度工業廢水的處理。目前,碟管式膜技術在垃圾滲濾液膜濃縮液處理、石化廢水回用處理、工業園區高鹽廢水減量化處理等均有成功應用,在制藥廢水、染料生產廢水、脫硫廢水、焦化廢水及畜禽糞便水回用等領域也進行了大量的中試驗,試驗成效顯著。



江蘇南通垃圾填埋場滲濾液處理項目,處理規模200噸/天,工藝:MBR+DTRO+離子交換+濃縮液處理。其中,濃縮液處理規模40噸/天,工藝:DTNF+HP-DTRO+蒸發結晶,項目出水執行GB16889-2008表三敏感地區排放標準,是天地人公司承建的第一個垃圾滲濾液零排放處理項目。

中石油長慶石化污水回用車間卷式RO濃水處理項目,規模:50噸/小時,工藝:碟管式納濾,處理目標:系統回收水率≥80%,產水電導率≤2500μs/cm,COD≤50mg/L,是天地人公司第一次將自主開發的碟管式納濾技術應用于石化廢水回用處理領域。

 

內蒙古達拉特旗經濟開發區濃鹽水處理項目,處理規模6,000噸/天,采用TMF軟化+ DTLRO工藝對污水處理廠回用系統所排濃鹽水進行濃縮減量化處理,出水執行《污水再生利用工程設計規范》GB50335-2002循環冷卻補水標準,是天地人公司承建的第一個BT項目,開啟了碟管式膜技術應用于高鹽水處理領域的新紀元。

 

經過十余年的發展,天地人公司已將碟管式膜系統的設計與生產實現了全面的國產化,并致力于打造精品的碟管式膜組件。目前,碟管式膜組件的類型、規格已趨于多樣化,形成了常壓級、高壓級、以及不同膜分離效能(超濾/納濾/反滲透)的系列產品。隨著經濟的發展,技術的革新,以及生產、生活的需要,我們有理由相信碟管式膜技術的應用前景必將越來越廣闊。

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