印染廢水膜法回用中的問(wèn)題及對(duì)策
印染廢水具有水量大、污染物含量高、色度大、生化性差和水質(zhì)變化大等諸多特點(diǎn)，處理難度高[1-4]。GB4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施，以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)、水價(jià)提升和排放總量控制等措施陸續(xù)出臺(tái)，要求印染企業(yè)必須對(duì)廢水進(jìn)行深度處理及回用。
目前，以MBR(膜生物反應(yīng)器)、UF(超濾)和RO(反滲透)為深度處理核心路線的膜法水處理技術(shù)日益得到推廣應(yīng)用[5-6]。但由于各種原因，這類膜法水處理系統(tǒng)在使用過(guò)程中出現(xiàn)多種問(wèn)題，很多印染企業(yè)甚至對(duì)該技術(shù)的可靠性和有效性產(chǎn)生懷疑。其實(shí)，絕大多數(shù)問(wèn)題并非出自膜技術(shù)本身，而是設(shè)計(jì)施工方或運(yùn)行管理方所致，包括對(duì)膜法水處理存在很多技術(shù)性誤解等。
pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過(guò)程。
1關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案
1.1膜系統(tǒng)處理能力下降
膜系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，有時(shí)處理能力明顯下降，達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要與膜系統(tǒng)工作環(huán)境、選型設(shè)計(jì)、安裝施工、運(yùn)行管理和膜產(chǎn)品性能等有關(guān)。此外，與膜系統(tǒng)(MBR、UF或RO)本身也有一定關(guān)系。
(1)工作環(huán)境印染廢水水溫低于設(shè)計(jì)溫度(常見(jiàn)于季節(jié)性變化)，會(huì)導(dǎo)致膜出水性能下降;水質(zhì)中污染物種類、濃度和水體黏度的變化，也會(huì)導(dǎo)致膜的透水性能低于預(yù)期值。解決這些問(wèn)題，需要在膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，考慮全年低水溫和水質(zhì)的波動(dòng)幅度，在選膜面積時(shí)留出一定的安全余量。
(2)選型設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，過(guò)多考慮成本導(dǎo)致選用的膜面積安全余量不足，對(duì)膜的產(chǎn)水通量估計(jì)過(guò)高等，都會(huì)使膜達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。無(wú)論是MBR膜、UF膜還是RO膜，都必須保證足夠的膜面積。需按照穩(wěn)定膜通量而非初始通量來(lái)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。
壓力不足、流體分布不均，導(dǎo)致水流或氣流偏流，也會(huì)影響整體膜性能，對(duì)于UF系統(tǒng)和RO系統(tǒng)更是如此。對(duì)于RO系統(tǒng)，膜面流速過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致污染物沉積，引起堵塞。解決的方法是改善泵、水路和氣路設(shè)計(jì)，使多組膜能均擔(dān)處理負(fù)荷，避免部分膜超負(fù)荷產(chǎn)水，而部分膜未發(fā)揮作用。
若清洗維護(hù)功能設(shè)計(jì)不足，尤其是無(wú)產(chǎn)水自沖洗功能，可通過(guò)改善氣洗、水洗和藥洗設(shè)計(jì)，設(shè)置合適的沖洗頻率和水量等參數(shù)加以解決。進(jìn)膜前無(wú)前置過(guò)濾保護(hù)設(shè)施，會(huì)導(dǎo)致膜系統(tǒng)堵塞。解決方法為：對(duì)于MBR系統(tǒng)，增設(shè)1~3mm超細(xì)格柵;對(duì)于UF系統(tǒng)，增設(shè)100μm級(jí)粗濾器;對(duì)于RO系統(tǒng)，增設(shè)5μm級(jí)精密濾器。
UF及RO系統(tǒng)中，還會(huì)產(chǎn)生微生物黏泥堵塞，影響膜正常產(chǎn)水。解決方法為：增設(shè)紫外線滅菌器或投加殺菌劑;對(duì)于RO膜系統(tǒng)，選用無(wú)磷阻垢劑，減緩微生物滋生;定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗維護(hù)。
前處理能力設(shè)計(jì)過(guò)低或效果變差，導(dǎo)致進(jìn)膜水質(zhì)惡化，對(duì)膜系統(tǒng)尤其是RO系統(tǒng)影響很大。解決方法為：改善前處理，保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì);對(duì)于UF系統(tǒng)，改善其前置過(guò)濾器效果;對(duì)于RO系統(tǒng)，保證進(jìn)水污染指數(shù)(SDI)合格。
(3)安裝施工膜系統(tǒng)制造安裝過(guò)程中，未及時(shí)清理雜物會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)殘留過(guò)多，從而影響膜的產(chǎn)水性能。尤其是焊渣、尖銳或絲狀物等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜絲、膜片破損。對(duì)于MBR膜，需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)水;對(duì)于UF及RO系統(tǒng)，先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈，運(yùn)轉(zhuǎn)前置過(guò)濾器，然后再進(jìn)水。
(4)運(yùn)行管理正確加入藥劑，尤其是阻垢劑，對(duì)RO系統(tǒng)非常重要。此外，還要根據(jù)工況及時(shí)沖洗或采取藥洗，恢復(fù)膜性能。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致回收率過(guò)高，或人為操作超過(guò)設(shè)計(jì)回收率，也會(huì)導(dǎo)致膜處理能力的下降。對(duì)UF系統(tǒng)，可采用錯(cuò)流過(guò)濾而非死端過(guò)濾;對(duì)RO膜要加大濃水排放，降低回收率，減少膜串聯(lián)的數(shù)量或加大回流量。
(5)膜產(chǎn)品性能膜本身的抗污染性[1]和親水性差，穩(wěn)定通量值低，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，也會(huì)使膜的處理能力降低。對(duì)此，可選用抗污染性強(qiáng)、清洗恢復(fù)性好的PVDF(聚偏氟乙烯)材質(zhì)膜。對(duì)于MBR和UF系統(tǒng)，要選用耐久且親水性好的膜。
1.2膜使用壽命縮短或需頻繁清洗
膜使用壽命周期短體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是膜本身永性受損，不能再產(chǎn)出足量、足質(zhì)的水，需要更換才能解決;二是膜受嚴(yán)重污染后暫時(shí)性受損，需要頻繁清洗才能恢復(fù)產(chǎn)水能力，實(shí)際使用時(shí)間和清洗周期較短，難以適應(yīng)生產(chǎn)要求。該問(wèn)題可從工藝設(shè)計(jì)上加以解決，如提高膜本身的質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境、制造施工和運(yùn)行管理等。
(1)設(shè)計(jì)保護(hù)性設(shè)計(jì)不足，會(huì)導(dǎo)致膜產(chǎn)生不可恢復(fù)性受損。根據(jù)受損的種類不同，其解決方法也各異。例如，為避免膜絲、膜片被劃傷，可加裝前置過(guò)濾器;為防止RO膜被氧化性物質(zhì)氧化，加裝ORP儀表和還原劑自動(dòng)投加裝置;為防止超壓性物理?yè)p傷，可加裝壓力保護(hù)設(shè)施;為防止膜絲、膜片受水錘沖擊破裂，需設(shè)計(jì)減緩水錘細(xì)節(jié)。
設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺或過(guò)于節(jié)省材料成本，會(huì)造成實(shí)際選用膜面積嚴(yán)重不足;單位面積超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、污染嚴(yán)重，也需頻繁清洗。為此，膜面積需要根據(jù)穩(wěn)定膜通量選型設(shè)計(jì)[2]，對(duì)無(wú)經(jīng)驗(yàn)水質(zhì)，需通過(guò)中試驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。
對(duì)于RO系統(tǒng)，膜串聯(lián)數(shù)量過(guò)多，亦會(huì)導(dǎo)致后段膜污染嚴(yán)重且難以清洗恢復(fù)。解決方法是合理設(shè)計(jì)RO膜的串聯(lián)數(shù)量，當(dāng)采用兩段式RO設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)分段清洗。
此外，前處理能力偏小，導(dǎo)致膜進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)，強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn)，亦會(huì)縮短膜的使用壽命。對(duì)此，需改善前處理工藝，保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)符合要求。
(2)膜產(chǎn)品UF/MBR膜受膜絲材料和制造工藝限制，易斷絲，抗污染性和抗老化性差，反洗及拉伸強(qiáng)度低。推薦選用長(zhǎng)壽命、高抗拉強(qiáng)度的編織管增強(qiáng)PVDF膜。RO膜流通通道小、膜片抗污染性差，應(yīng)盡量選用寬流道RO膜，根據(jù)水質(zhì)有針對(duì)性地選取抗污染膜。