10.4.1 超(微)滤装置的进水水质指标宜符合表10.4.1的规定。
表10.4.1 超(微)滤装置的进水水质指标
10.4.2 超(微)滤膜组件的设计通量宜通过中试确定,中试时间宜大于2000h。
10.4.3 当不具备做中试的条件时,超(微)滤膜组件的设计可按下列数据取值:
1 当进水浊度大于30NTU时,宜选用外压式超(微)滤膜组件,滤膜组件宜选用聚偏氟乙烯材质的产品,设计通量不宜大于50L/(m2·h)。
2 当进水浊度小于30NTU时,宜选用内压式超(微)滤膜组件,滤膜组件宜选用改性聚砜或聚醚砜材质的产品,设计通量可根据进水浊度不同,按下列规定选取:
1)当进水浊度大于20NTU小于或等于30NTU时,设计通量宜小于50L/(m2·h);
2)当进水浊度大于10NTU小于或等于20NTU时,设计通量宜小于60L/(m2·h);
3)当进水浊度小于或等于10NTU时,设计通量宜小于70L/(m2·h)。
10.4.4 超(微)滤装置不宜少于2套,每套间距不宜小于1.2m,其他通道宽度不应小于0.8m,并应布置在室内。
10.4.5 超(微)滤装置的操作压力宜小于0.5MPa,跨膜压差宜小于0.1MPa。
10.4.6 超(微)滤装置的进、出口应设浊度仪、差压表及取样接口,出口宜设SDI仪的接口。
10.4.7 超(微)滤装置的进水应设50μm~100μm的预过滤器。
10.4.8 超(微)滤装置的反洗应采用自动反冲洗系统。外压式超(微)滤装置应设空气擦洗设施,内压式超(微)滤装置应设加药反洗系统。反冲洗的自耗水率应低于总进水量的10%,反冲洗水宜回收利用。
10.4.9 超(微)滤膜的设计使用寿命不应低于3年,应设在线监测微滤膜完整性的自动测试装置。
条文说明
10.4 超(微)滤
10.4.1 超滤和微滤的这两种膜分离过程尽管在制膜方法、分离范围、应用领域有些区别,在实际应用中,设计、操作、运行、管理有很多相同之处,故将超滤和微滤合并作为一节,统称为“超(微)滤”。超滤技术目前已广泛应用于化工污水处理方面,已有含油污水、乳化液污水、氯碱污水、腈纶污水、综合化工污水处理成功的实例。微滤、超滤都可以用于石化行业的回用水处理领域,不仅可以单独应用,如果作为反渗透的预处理单元,可以保证反渗透的水质和延长使用寿命。超(微)滤用于化工污水的处理,当进水浊度大于100NTU时,应考虑增设澄清等设施,降低进水浊度。浸没式超(微)滤装置一般对进水浊度无要求,仅要求水中无大颗粒杂质。
10.4.2 由于化工污水回用的水质的复杂性,超(微)滤膜的设计通量需要通过中试确定,中试规模以不小于2t/h处理量为宜。由于大多超(微)滤膜为高分子聚合物制造而成,采用不同工艺方法形成所需孔径。在压力操作条件下,膜慢慢产生“压密”现象,逐渐稳定,达到最佳过滤效果。这个压密过程随膜材质不同所需时间也不同。同时为保证得到真实的设计通量,需要长时间运行,考验膜对于被过滤介质的分离性,尤其是超滤膜。但实际工业应用又不允许中试时间太长,时间太短又没有指导意义,所以规定中试时间不宜小于2000h(约3个月)。
10.4.3 外压式超(微)滤膜使用高抗污染性能的膜材料,不易污染且容易清洗,尤其是聚偏氟乙烯(PVDF)等膜材料可以采用常用氧化性清洗药剂。PVDF膜的优点:一是pH耐受范围宽,可以达到1~13;二是抗氧化能力最突出,可以经受苛刻的氧化清洗条件;三是耐绝大多数化学溶剂;四是耐生物降解。PVDF另一个突出的优点是耐有机溶剂的性能优于其他材料。外压式超(微)滤膜既可用于膜生物反应器,也可以作回用处理,对前处理要求不高,缺点是通量比内压式超(微)滤膜低。一般情况外压式膜组件的设计通量不宜超过50L/(m2·h)。
内压式超(微)滤膜组件大多选用聚醚砜(PES)或聚砜(PS)材质产品,其特点是:①pH耐受范围宽,可以达到1~13;②可以制成多孔径的膜,从1nm到0.2μm;③耐多数化学溶剂性能较好,但不耐芳烃、酮、醚、酯等。缺点:①耐压性能不好;②易于污堵;③耐氧化性能一般,长期或者高浓度的氧化性清洗剂会对膜材料造成一定的破坏。根据膜材质特性,膜组件的设计通量可随进水浊度不同,适当增减。如无实际经验和厂商提供的数据,又来不及中试,可参照本条给出的膜通量设计。本条的设计通量为经验值,对于不同水质会略有偏差,选用时尽量不要超出规定值。
10.4.4 超(微)滤装置设计应考虑保证系统出力的连续性,因此系统的超(微)滤装置不能少于2套。为清洗维护方便,每套装置间距不宜小于1.2m,其他通道宽度净距离不应小于0.8m。由于超(微)滤装置膜组件的外壳以及管路系统均为工程塑料,需要防晒、防冻,所以应布置在室内。
10.4.5 跨膜压差是指超(微)滤膜前后的压力差,实际运行中可以通过设定的压力差来启动反冲系统,当压差达到0.1MPa时,需要进行化学清洗。
10.4.6 超(微)滤装置的进、出口装设浊度仪、差压表及取样接口,以便监测进出水质。超(微)滤装置如作为反渗透装置的前处理系统,出口宜设SDI仪的接口。
10.4.7 为减少滤膜污堵,延长滤膜使用寿命,一般在装置进水处设置预过滤器,大多为盘式滤器或自清洗滤器,精度为50μm~100μm。
10.4.8 超(微)滤膜是采用表面过滤原理,每周期截污容量很小,需要频繁的反洗和化学清洗。反洗和化学清洗效果的好坏,是超(微)滤膜能否可靠、长期使用的关键因素。一般每20min~60min反洗一次,反洗流量为产水流量的2倍~5倍,反洗历时30s~60s。反洗流量越大,时间越长,反洗效果越好,但水的回收率要降低。因此,实际运行中应按具体情况选择合理的反洗参数。为防止细菌对超(微)滤膜的污染,需要定期杀菌,其杀菌频率与水质有关,需要通过试验或调试来确定。反洗和杀菌还不能清除膜表面所有污物,当污物积累到一定程度后,就需要用化学清洗的方法来清除。通常用跨膜压差来确定是否需要化学清洗,如当压差达到0.1MPa时,需要进行化学清洗。
10.4.9 完整性检测是指检测超(微)滤膜以及整个装置是否发生破损和泄漏的试验。在运行过程中,超(微)滤膜有时会破损,组件也因断丝等多种原因会泄漏。完整性检测包括压力衰减试验法和气泡观察法。超(微)滤系统的滤膜完整性自动检测装置,只是需要较少的测试设备就可以在线监测到超(微)滤膜的破损情况,预知故障的发生,监测结果准确,从而能够保证系统出水水质。