陶瓷平板膜超滤处理低温低浊水应用.pdf
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1、CleaningWorld2023年6 月实用技术第3 9卷第6 期洗世清界文章编号:16 7 1-8 90 9(2 0 2 3)6-0 0 2 2-0 0 3陶瓷平板膜超滤处理低温低浊水应用张子豪,李亮,赵世凯,元鲁明,李杰,马泉智(山东工业陶瓷研究设计院有限公司,山东淄博255000)摘要:采用陶瓷平板膜处理低温低浊度地表水,考察了低温低浊度地表水中,陶瓷平板膜超滤系统稳定运行的产水参数、物理反洗参数,探索了新运行模式。运行结果表明:陶瓷膜平板膜超滤系统,对低温低浊度地表水具有良好的处理效果,出水平均浊度为0.2 NTU,平均去除率97%;系统产水通量可设置120L/(m h),产水时长控
2、制于2 0 3 0 min,反洗水量为2 倍产水量,反洗时长3 0 s,可有效控制膜污染,膜通量恢复率90%,实现陶瓷膜平板膜超滤系统稳定可靠运行。关键词:陶瓷平板膜;超滤;低温低浊度水;地表水;高通量中图分类号:TQ028.8文献标识码:A0引言膜分离技术可有效截留水体中不易沉降的矾花,已广泛应用于净水行业。其中,有机膜因制备成熟,推广较早,成为膜分离技术的主流。但是,由于低水温会使得水粘滞系数增大,会加剧有机膜膜污染;又因有机膜不耐酸碱,不耐高温等特征,使得有机膜膜通量恢复更为艰难。针对有机膜的运行困境,山东工业陶瓷研究设计院已开发出成熟陶瓷平板超滤膜元件及配套膜组件,其寿命长,抗污染,耐
3、高温,耐化学腐蚀,大通量,高机械强度以及绿色环保可回收的特征,可有效解决低温低浊水处理难题。本研究以山东工陶院陶瓷平板膜处理低温低浊度地表水为研究对象,探究陶瓷平板膜净水领域的运行方式及影响因素,为后续陶瓷膜净水工程应用提供参考。1材料与方法1.1进水水质试验场地为山东某区县自来水厂,日供水量20000m/d;水厂现有处理工艺为“折板絮凝+平流沉淀+砂滤+加氯消毒”;水厂水源地为附近某水库水,其冬季进水浊度5 10 NTU,水温3.211.8,色度10 2 0 度,pH78,高锰酸盐指数3 4mg/L;符合地表水环境质量标准(GB38382002)I I 类水要求。1.2应用试验平台本文试验装
4、置为一套山东工陶院自主研发的加强型陶瓷膜净水装置(ECMT-U装置),占地约18m,包含产水系统,物理反洗系统,化学反洗系统,曝气系统,加药系统,高级氧化系统,监测系统,控制系统,智慧系统。装置设一格缓冲罐,一格膜池,一格清水池,主要设备由提升泵,进水泵,产水泵,反洗泵及配套阀门管路等;膜池内装膜组件(型号GTM-6)一套,所用膜元件为山东工陶院陶瓷平板膜,膜孔径为0.1m,总过滤面积6.2 5m。本试验工艺为“半程混凝+陶瓷膜超滤”。原水经装置提升泵抽吸,通过管式混合器投加聚铝并输送至缓冲罐内,待矾花稍有形成,再次投加聚铝;含有矾花的地表水经由进水泵提升至陶瓷膜池进行过滤;陶瓷膜滤后清水流入
5、清水池,加氯消毒后汇入园区供水管网。本工艺絮凝时间小于10 min,矾花絮体粒径小于正常大小,实现半程混凝技术;本工艺不包含沉淀流程,实现短流程净水处理(图1)。试验采用产水-反洗模式,恒通量2 4h不间断运行;产水过程不曝气,仅反洗、排空时曝气,曝气量为6 L/(minm)。基金项目:住房和城乡建设部研究开发项目(2 0 2 0-K-200)。作者简介:张子豪(1995-),男,工程师,硕士研究生,研究方向:陶瓷膜材料水处理应用研究。通讯作者:李亮。收稿日期:2 0 2 3-0 2-1023第3 9 卷张子豪等.陶瓷平板膜超滤处理低温低浊水应用流量计PAC气动阀F原水静态混合器进水泵压力表曝
6、气风机P清水池反洗泵液位计800000088+排水排泥膜池产水泵图1工艺流程图1.3研究路线研究产水通量、产水时长等产水参数,反洗水量、反洗时长等物理反洗参数对跨膜压差(TMP)的影响,确定陶瓷平板超滤膜在该水质条件下的运行参数,探索可行运行模式;并分析陶瓷膜平板超滤膜在不同运行模式下的系统稳定性与经济性。1.4分析测试方法浊度测定采用连华便携式快速测定仪器。产水流量(Q)器进行监测;产水时长(TP)及反洗时长(TB)由PLC提供。产水通量(J),通量恢复系数(r),T MP 涨幅变化系数(u),由以下公式计算。J=Q/A(1)TMP=H-P(2)=J,/Jo(3)U=(TMP,-TMP,)/
7、TMP(4)式中,A为有效膜面积,P为压力变送器压力,H为压力变送器至膜池液面高差,J、J。分别指清洗后及污染后的产水通量,TMP、T MP 分别指每一产水周期开始与结束的跨膜压差。2结果与讨论2.1浊度的去除效果浊度是水体物理性质指标,亦是自来水卫生标准常用指标之一。试验水厂原水(YS)浊度为6.8 6 10.8 NTU,平均值为8.0 0 NTU;经陶瓷平板膜系统过滤,滤后出水(MS)浊度为0.0 8 0.2 0 NTU,平均值0.11NTU,浊度平均去除率98.6 3%:沉淀池出水(CS)浊度为3.744.13NTU,平均值3.8 2 NTU,浊度平均去除率52.2 5%;砂滤池(LS)
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