碟管式反渗透高浓度废水处理技术

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1 碟管式反渗透的核心——膜柱简介

碟管式膜系统的核心是由碟片式膜片、导流盘、O型橡胶垫圈、中心拉杆和耐压套管所组成的膜柱。碟管式膜柱有大膜柱和小膜柱两种。小膜柱直径为200毫米,长1000毫米,有170个导流盘和169个膜片;大膜柱直径为214毫米,长1400毫米,由210个导流盘和209个膜片构成。膜片和导流盘间隔叠放,O型橡胶垫圈放在导流盘两面的凹槽内,用中心拉杆穿在一起,置入耐压套管中,两端用金属端板密封。

2 DT-RO技术特点

与其他膜组件(卷式封装)相比,碟管式反渗透具有以下三个明显的特点:
通道宽:膜片之间的通道为6mm,而卷式封装的膜组件只有0.2mm;
流程短:液体在膜表面的流程仅7cm,而卷式封装的膜组件为100cm;
湍流行:由于高压的作用,渗滤液打导导流盘上的凸点后形成高速湍流,这种湍流的冲刷下,膜表面不易沉降污染物。在卷式封装的膜组件中,网状支架会截留污染物,造成静水区从而带来膜片的污染。

以上三个特点,决定了碟管式反渗透技术在处理渗滤液时可以容忍较高的悬浮物和SDI,通俗一点讲,就是不会堵塞。同时,这三个技术特点体现在具体实践中,使碟管式膜技术有如下几个工程特点:

1)膜组的结垢少,膜污染轻,膜寿命长

DT-RO的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗,避免了结垢和其他膜污染,从而延长了膜片寿命。用于DT-RO的膜片寿命可长达2年以上,甚至更长。

2)不依赖于预处理,具有良好的稳定性、安全性和适应性

由于DTRO膜组具有特殊的水力学设计,DTRO膜组不用预处理可以直接处理渗滤液,使之适于处理高浑浊度和含砂系数高的废水。对于一般的反渗透系统,进入膜组的废水浑浊度不能超过1,含砂系数不能超过3。为使进水达到上述指标,往往需要比较复杂的前过滤和化学处理。由于DTRO膜片和导流盘之间有比较宽敞的通道,进入膜组的废水浑浊度可达到4,而含砂系数也可达到40。这样,只需要简单的砂滤器和精滤器就能满足膜组系统的要求。在具体工程中,预处理系统可有可无。对于有预处理的系统,无论预处理环结是否高效、稳定,反渗透系统都可以稳定的达标出水。同时由于不依赖于生物处理,碟管式反渗透对填埋场各个阶段的渗滤液具有良好的适应性。

3)具有十分可靠的处理效果

到目前为止,国外十几年来243个渗滤液处理工程实例无一例失败。碟管式反渗透设备在国内十余个垃圾厂的处理实例,无一例因堵塞导致效果受影响。

4)安装、维修简单,操作方便,自动化程度高

由于DTRO系统采用的管道、零备件大多是标准件,安装、维修比较方便。同时,系统内的膜片可以单独抽换,不像卷式膜或中空纤维膜那样,只要一处膜片损坏,就得更换整个膜柱,这样就降低了DTRO系统的维护费用。该系统所有操作由计算机控制,具有先进的自动检测和显示系统,自动化程度高,操作方便。

5)系统可扩充性强

根据需要可增加一级、二级或高压膜组。即随着处理规模的增减而增减膜柱数量,随着水质要求的提高而增加第二级或第三级反渗透系统。

表1 垃圾渗滤液处理中DTRO与卷式反渗透膜的比较

1 垃圾渗滤液处理中DTRO与卷式反渗透膜的比较

 

项目

DTRO

卷式膜

 

综合

比较

首次应用

1988

1986

市场份额

大于75%

小于25%

应用最多的领域

渗滤液等高浓度废水处理、应急及野外供水

给水、市政污水

 

技术

原理

原理

溶剂的扩散传递

溶剂的扩散传递

工艺

碟管式膜片膜柱

卷式封装

流体运动方式

切向流

切向流

单向流程

7.62cm

100cm

浓度极化

严重

最大SDI(污泥密度指数)

20

3

 

工程

应用

特点

是否堵塞

不易

容易

膜片寿命

3年以上

1年以下

预处理

不需要

一定要

受预处理影响

很大

进水最大COD

超过62000mg/l

小于1000mg/l

进水最大SS

超过2500mg/l

小于100mg/l

膜片更换

单张

整卷

换膜方法

简便

复杂

DT-RO反渗透技术处理垃圾渗滤液在国外成功运行已有十四、五年的历史。系统适应性极强,处理效果不受外界条件影响(气候、水质波动)而变化。膜组件有高度稳定的截留功效,因此系统对渗滤液进水水质适应性很强,即使进水BOD5>40000mg/L、COD >62000mg/L、SS >4000mg/L、 NH3-N >4000mg/L时系统仍能正常运行。系统对各种极其恶劣的进水水质条件如B/C比极低的情况下或不宜的处理效果常年稳定可靠。来源:中国建设科技网


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