全自動(dòng)過濾器減壓膜蒸餾法濃縮反滲透濃水試驗(yàn)研究
全自動(dòng)過濾器利用新型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維疏水膜,采用減壓膜蒸餾(VMD)法對石化企業(yè)廢水的反滲透濃水進(jìn)行脫鹽、濃縮處理。研究了對濃水及預(yù)處理除硬后濃水的VMD濃縮過程中膜的通量、產(chǎn)水和濃縮液 水質(zhì)的變化規(guī)律;采用掃描電鏡(SEM)及能譜議(EDS)分析了膜表面形貌及元素組成,研究了VMD過程通量下降的原因。結(jié)果表明,微溶無機(jī)鹽的沉積是造成VMD過程通量降低的主要原因。RO濃水經(jīng)過預(yù)處理后,在真空度 0.095 MPa,原水溫度70。C,流速0.66 m·s。的條件下,VMD過程通量達(dá)25.83 kg·m。·h~,將其濃縮至20倍時(shí)通量仍 保持在11.7 kg·m。·h~,產(chǎn)水電導(dǎo)保持在4¨s·cm。以下。
近年來,隨著膜分離技術(shù)的快速發(fā)展,反滲透膜技術(shù)(RO)逐漸成電力、冶金等部門工業(yè)廢水和循環(huán) 水深度回用處理的首選技術(shù)。但是反滲透膜技術(shù)的產(chǎn)水率一般只有75%,其濃水的處理與排放問題日益突出。目前解決反滲透排放濃水主要采用的有三種方案:
(1)濃水經(jīng)沖洗多介質(zhì)過濾器后排放;
(2)對排放水集中回收處理,利用石灰軟化法等去除鈣鎂硬度,處理后再利用或達(dá)標(biāo)排放;
(3)直接結(jié)合生產(chǎn)工藝狀況綜合利用。但是這些方法都沒有徹底解決問 題,對濃水的利用率很低,甚至造成對環(huán)境的二次污染。因此開發(fā)高效的濃鹽水處理過程,以彌補(bǔ)RO等處理過程的不足,以實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排,具有重要意義。
減壓膜蒸餾(VMD)是將膜技術(shù)與傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)結(jié)合的一種新型膜分離過程。具有操作溫度低、設(shè)備簡單,對無機(jī)鹽、大分子等不揮發(fā)物的截留率可達(dá)100%,可實(shí)現(xiàn)高濃度溶液的處理等優(yōu)點(diǎn) 。銘源凱德開發(fā)出了性能穩(wěn)定的高通量聚偏氟乙烯(PVDF)疏水中空纖維膜,并針對質(zhì)量濃度為3.5%427%之間的 鹽水溶液進(jìn)行了VMD試驗(yàn),研究了膜和組件結(jié)構(gòu)對 過程性能的影響 。本試驗(yàn)采用此高通量PVDF膜針對石化企業(yè)廢水經(jīng)RO處理后的濃排水進(jìn)行VMD 濃縮處理試驗(yàn),研究MD過程通量、產(chǎn)水和濃縮液的 水質(zhì)變化規(guī)律,探討造成膜性能變化的原因。
1、試驗(yàn)部分
1.1 主要試驗(yàn)材料與儀器
PVDF中空纖維疏水性微孔膜,自制,內(nèi)徑0.8 mm,壁厚0.15 mm,孔徑0.160 i.zm,孔隙率85% ;中空纖維膜組件,自制,有效長度90 mm,膜絲數(shù)100 根,有效膜面積約2.26 cm 。石化企業(yè)廢水的RO濃排水,電導(dǎo)值約6.2 mS·cm~,pH約8.5,COD約為100 mg·L~,硬度(以CaO計(jì))約為1 000 mg·L~,
1.2 試驗(yàn)裝置與運(yùn)行
自制的減壓膜蒸餾試驗(yàn)系統(tǒng)流程,主要由熱側(cè)回路、真空側(cè)回路以及疏水性中空纖維膜組件構(gòu)成。其中熱側(cè)回路主要包括:恒溫水浴、磁力 泵、溫度計(jì),流量計(jì);真空側(cè)主要由冷凝管、水循環(huán)式真空泵、產(chǎn)水接收器組成;將中空纖維膜組件浸泡于加熱的RO濃水中,保證了蒸汽不會在組件殼程內(nèi)冷凝,因此無須再對膜組件進(jìn)行保溫處理。熱側(cè)RO 濃水在中空纖維膜孔內(nèi)發(fā)生熱量和質(zhì)量的傳遞透過膜孔的蒸汽在冷凝系統(tǒng)中冷凝,并通過產(chǎn)水接收器收集。
2、 結(jié)論
采用自制的高通量PVDF中空纖維疏水微孔膜,通過VMD過程對石化企業(yè)廢水處理的RO濃水進(jìn)行處理。濃水中微溶鹽的沉積是造成VMD過 程通量降低的主要原因,對其進(jìn)行適當(dāng)處理以去除微溶鹽,有利于過程通量的保持。在真空度95 MPa,原水溫度70℃ ,流速0.66 1TI·S的條件下,對經(jīng)過除硬預(yù)處理的RO濃水的VMD過程通量達(dá)25.83 kg·1TI-2oh~,濃縮至20倍時(shí),通量保持在10 kg·nl。·h~,過程產(chǎn)水電導(dǎo)率保持在4 IxS·cm 以下,脫鹽率達(dá)99.99%,產(chǎn)水COD穩(wěn)定于35~45 mg·L 間。

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