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摘 要:采用超滤-反渗透双膜工艺,对宁东煤化工基地(A区)污水处理BOT工程的出水进行深度处理。结果表明:保安过滤器和砂滤都能够减缓超滤膜污染,本文根据在宁夏煤业集团的化工装置污水处理二级排水工程具体实例,就超滤-反渗透双膜工艺作了深刻的分析和研究。
关键词:双膜深度处理 反渗透二级出水
中图分类号:X703 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0094-01
宁东煤化工基地(A区)污水处理BOT工程是神华宁夏煤业集团第一个BOT水处理工程;化工装置污水处理二级排水经过混凝过滤处理后满足超滤进水,再经过双膜处理系统进一步脱盐处理,处理后水质满足循环水补水水质要求。
1 试验内容
1.1 工艺流程
中试在宁东煤化工基地内进行。取污水处理工艺的出水作为双膜处理工艺原液,中试设计规模为36000m3/d。当污水通过出水口的水泵逐渐进入到砂滤罐的过程,就会除去所有的藻类、悬浮固体以及胶体等杂质,接着通过增压泵的不断加压,污水经过绕线的保安过滤器装置后才能流入超滤膜,通过超滤之后的出水再进入到蓄水箱,最后蓄水箱中的污水会经过高压泵加压与增压泵流入到反渗透膜。
1.2 试验方法
为了保护和减轻膜表皮层的污染,一般会采用较高的流速来达到这一目的,反渗透与超滤都会采用污水的错流过滤方式。宁东煤化工基地(A区)污水处理BOT工程的中采用使用的是恒定操作压力,超滤膜的反洗周期设计为20min,反洗时间为2min,通过这样的设计超滤的回收率则为80％。如果超滤膜的跨模压差到了100kPa/cm峰值,就必须要对所有组件进行化学清洗。
2 结果与讨论
2.1 膜过滤性能
污水处理BOT工程运行7l天,记录运行的总参数为416次。BOT工程初期由于没有安装上砂滤罐装置,所以导致了保安过滤器上所拦截下来的污染物逐渐增多,而致使超滤的工作压力会急剧的减小,这就使得跨膜压差和膜通量迅速下降,保安过滤器的棉芯每天必须要更换一次,我们发现当更换了保安过滤器棉芯之后膜通量跨与膜压差就会马上回升。BOT工程进行到第22天后安装了砂滤罐,数据显示,跨膜压差一直稳定在112kPa/cm左右,膜通量也在36L/(m2·h)左右。
国内有些学者做了这样一个实验,他对砂滤罐没有进行清洗,就开始运行,时间是120小时,通过与无砂滤组得出的数据进行比较分析,结果显示砂滤的设备对糸统产水量的影响不是很明显,如此看来在超滤系统的处理工业污水的时候,完全可以不采用砂滤设备。宁东煤化工基地污水处理BOT工程的砂滤是在连续运行了50天的同时才做的定期气水反冲洗,数据显示,砂滤作为超滤的前期处理屏障,它的优点就是保证了超滤的稳定产水,通过它可以有效地除去胶体物质、藻类和悬浮固体,从根本上减缓了超滤膜污染概率。与此同时我们也不难看到,由于应用了砂滤罐装置,使保安的过滤器棉芯更换的次数越来越少,大大降低了运行成本,所以我们建议在超滤膜前期增添砂滤罐的设置。
宁东煤化工基地污水处理BOT工程进行的第51天后,对超滤膜装置进行彻底全面的化学清洗,保证了膜通量正常运行数据,工程结束的时候,我们看到膜通量降到了30.92L/(m2·h)。专家认为,这是因为超滤的中空纤维膜内外皮层都有分布均匀的小孔,当大分子颗粒透过内皮层孔的时候,就能在外皮层处的更小孔的地方被截留下来,其必将导致膜通量运行效果。另外,加上水中一些微生物的大量繁殖,在膜的表面就会生成一层膜,这层粘泥膜即不溶解于酸也不溶解于碱,所以几乎它不受丝毫的水流剪切力的冲击,哪怕是在频繁冲洗之后,也不能轻易地将他洗掉,杀菌消毒也不能将它完全清除,化学清洗与反冲洗都不能让膜完全恢复它原有的过滤功能。所以常常为了缓解对膜的污染,延长超滤膜的使用时间,我们通常都是为了防止粘泥膜生成,而采用了杀菌措施控制微生物污染,同时也应该适当地增加化学清洗的次数。
工程实验中将反渗透回的收率定为75％,回收率分别为25％与50％的两种条件下各自运行一段时间,化验的数据结果显示,回收率的改变对出水的水质影响并不是很严重。从上图就可看到:在不同的时间段,在75％的回收率条件下,膜通量的变化也比较小,反渗透跨膜压差从880kPa/cm逐渐增加到1076kPa/cm,反渗透膜装置运行良好。在整个工程的实验过程中未对反渗透膜进行化学清洗,可见超滤膜保障后处理设备反渗透的安全运行,他完全能够为反渗透提供良好的预处理作用。
2.2 污染物除去效果
实验表明,超滤对所有溶解性的总固体物质去除的效果不是很明显,导致这一结果的原因就是受到超滤的孔径。通常情况下,从反渗透出水出来的溶解性固体浓度只有3～11mg/L,反渗透去除率高达97.75％～99.63％,去除率平均为98.51％,这一数据与膜厂生产技术手册上所要求的99．6％的脱盐率相当接近。双膜的处理出水浊度一般都在0.091～0.18NTU,均值都保持在0.15NTU左右;BOD5<2mg/L,粪大肠菌群<1个/L,CODCr<10ms/L。BOD5、粪大肠菌群与CODCr均达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的I类水质标准。
3 结语
在重力坝的有限元计算当中,由于考虑到地基的力学和坝体性质及其反应状态的不同,如果要处理为统一结构,就会出现接触界面和两者材料不协调、不连续的问题,所以在有限元的计算过程中一定要模拟出这两者不同的接触力学的属性;不管是采用固定连接算法还是采用接触算法,所得出的数值仿真的结果应该都基本变化趋势和分布规律都是一样的,也就是说在坝基的地质条件的一般规律、应力场的符合相应计算荷载条件和在动荷载作用下大坝的位移场条件,但其数值的大小应该相差比较大一点;固定连接算法与接触算法两者相互比较,结果显示,固定连接算法的结果要准确一点,但还是存在一些误差。所以说,计算过程中最好的方法就是能把两种方法相互结合起来,只采用其中一种算法都会产生一定程度的误差。
参考文献
[1] 侯顺载.官地水电站大坝抗震安全[J].水电站设计,2006,16(1):24～29．
[2] 李振环.水布垭大坝面板在强地震作用下的非线性有限元分析[J]．水电能源科学,2008,19(4):27～28．
关键词:双膜深度处理 反渗透二级出水
中图分类号:X703 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(c)-0094-01
宁东煤化工基地(A区)污水处理BOT工程是神华宁夏煤业集团第一个BOT水处理工程;化工装置污水处理二级排水经过混凝过滤处理后满足超滤进水,再经过双膜处理系统进一步脱盐处理,处理后水质满足循环水补水水质要求。
1 试验内容
1.1 工艺流程
中试在宁东煤化工基地内进行。取污水处理工艺的出水作为双膜处理工艺原液,中试设计规模为36000m3/d。当污水通过出水口的水泵逐渐进入到砂滤罐的过程,就会除去所有的藻类、悬浮固体以及胶体等杂质,接着通过增压泵的不断加压,污水经过绕线的保安过滤器装置后才能流入超滤膜,通过超滤之后的出水再进入到蓄水箱,最后蓄水箱中的污水会经过高压泵加压与增压泵流入到反渗透膜。
1.2 试验方法
为了保护和减轻膜表皮层的污染,一般会采用较高的流速来达到这一目的,反渗透与超滤都会采用污水的错流过滤方式。宁东煤化工基地(A区)污水处理BOT工程的中采用使用的是恒定操作压力,超滤膜的反洗周期设计为20min,反洗时间为2min,通过这样的设计超滤的回收率则为80％。如果超滤膜的跨模压差到了100kPa/cm峰值,就必须要对所有组件进行化学清洗。
2 结果与讨论
2.1 膜过滤性能
污水处理BOT工程运行7l天,记录运行的总参数为416次。BOT工程初期由于没有安装上砂滤罐装置,所以导致了保安过滤器上所拦截下来的污染物逐渐增多,而致使超滤的工作压力会急剧的减小,这就使得跨膜压差和膜通量迅速下降,保安过滤器的棉芯每天必须要更换一次,我们发现当更换了保安过滤器棉芯之后膜通量跨与膜压差就会马上回升。BOT工程进行到第22天后安装了砂滤罐,数据显示,跨膜压差一直稳定在112kPa/cm左右,膜通量也在36L/(m2·h)左右。
国内有些学者做了这样一个实验,他对砂滤罐没有进行清洗,就开始运行,时间是120小时,通过与无砂滤组得出的数据进行比较分析,结果显示砂滤的设备对糸统产水量的影响不是很明显,如此看来在超滤系统的处理工业污水的时候,完全可以不采用砂滤设备。宁东煤化工基地污水处理BOT工程的砂滤是在连续运行了50天的同时才做的定期气水反冲洗,数据显示,砂滤作为超滤的前期处理屏障,它的优点就是保证了超滤的稳定产水,通过它可以有效地除去胶体物质、藻类和悬浮固体,从根本上减缓了超滤膜污染概率。与此同时我们也不难看到,由于应用了砂滤罐装置,使保安的过滤器棉芯更换的次数越来越少,大大降低了运行成本,所以我们建议在超滤膜前期增添砂滤罐的设置。
宁东煤化工基地污水处理BOT工程进行的第51天后,对超滤膜装置进行彻底全面的化学清洗,保证了膜通量正常运行数据,工程结束的时候,我们看到膜通量降到了30.92L/(m2·h)。专家认为,这是因为超滤的中空纤维膜内外皮层都有分布均匀的小孔,当大分子颗粒透过内皮层孔的时候,就能在外皮层处的更小孔的地方被截留下来,其必将导致膜通量运行效果。另外,加上水中一些微生物的大量繁殖,在膜的表面就会生成一层膜,这层粘泥膜即不溶解于酸也不溶解于碱,所以几乎它不受丝毫的水流剪切力的冲击,哪怕是在频繁冲洗之后,也不能轻易地将他洗掉,杀菌消毒也不能将它完全清除,化学清洗与反冲洗都不能让膜完全恢复它原有的过滤功能。所以常常为了缓解对膜的污染,延长超滤膜的使用时间,我们通常都是为了防止粘泥膜生成,而采用了杀菌措施控制微生物污染,同时也应该适当地增加化学清洗的次数。
工程实验中将反渗透回的收率定为75％,回收率分别为25％与50％的两种条件下各自运行一段时间,化验的数据结果显示,回收率的改变对出水的水质影响并不是很严重。从上图就可看到:在不同的时间段,在75％的回收率条件下,膜通量的变化也比较小,反渗透跨膜压差从880kPa/cm逐渐增加到1076kPa/cm,反渗透膜装置运行良好。在整个工程的实验过程中未对反渗透膜进行化学清洗,可见超滤膜保障后处理设备反渗透的安全运行,他完全能够为反渗透提供良好的预处理作用。
2.2 污染物除去效果
实验表明,超滤对所有溶解性的总固体物质去除的效果不是很明显,导致这一结果的原因就是受到超滤的孔径。通常情况下,从反渗透出水出来的溶解性固体浓度只有3～11mg/L,反渗透去除率高达97.75％～99.63％,去除率平均为98.51％,这一数据与膜厂生产技术手册上所要求的99．6％的脱盐率相当接近。双膜的处理出水浊度一般都在0.091～0.18NTU,均值都保持在0.15NTU左右;BOD5<2mg/L,粪大肠菌群<1个/L,CODCr<10ms/L。BOD5、粪大肠菌群与CODCr均达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的I类水质标准。
3 结语
在重力坝的有限元计算当中,由于考虑到地基的力学和坝体性质及其反应状态的不同,如果要处理为统一结构,就会出现接触界面和两者材料不协调、不连续的问题,所以在有限元的计算过程中一定要模拟出这两者不同的接触力学的属性;不管是采用固定连接算法还是采用接触算法,所得出的数值仿真的结果应该都基本变化趋势和分布规律都是一样的,也就是说在坝基的地质条件的一般规律、应力场的符合相应计算荷载条件和在动荷载作用下大坝的位移场条件,但其数值的大小应该相差比较大一点;固定连接算法与接触算法两者相互比较,结果显示,固定连接算法的结果要准确一点,但还是存在一些误差。所以说,计算过程中最好的方法就是能把两种方法相互结合起来,只采用其中一种算法都会产生一定程度的误差。
参考文献
[1] 侯顺载.官地水电站大坝抗震安全[J].水电站设计,2006,16(1):24～29．
[2] 李振环.水布垭大坝面板在强地震作用下的非线性有限元分析[J]．水电能源科学,2008,19(4):27～28．