一、工作原理
膜分离原理:主要基于碟管式反渗透(DTRO)技术,利用半透膜的特性,在压力作用下,使渗滤液中的水分子通过半透膜,而有机物、重金属离子、盐分等杂质被截留,从而实现水与污染物的分离3。
流程原理:渗滤液先经过预处理,如砂滤去除大颗粒悬浮物等,然后进入 DTRO 膜系统。在膜系统中,**泵为渗滤液提供压力,使其在碟管式膜组件内流动,通过多级过滤和分离,将渗滤液中的有害物质逐步去除,*终得到达标或可回用的透过液,浓缩液则进行进一步处理或处置。
DTRO碟管反渗透膜DTRO膜(碟管式反渗透膜)是反渗透的一种形式,是专门用来处理高浓度污水的膜组件,利用压力使水分子渗滤液透过反渗透膜,把污染物包括氨氨等大于1nm的分子截留,从而达到处理渗透液的目的,其核心技术是碟管式膜片膜柱。因其解决了垃圾渗透液处理中的膜片污染及堵塞问题,是一种**的垃圾渗透液处理技术。
DTRO膜组件原理
1、料液由A口进入膜底部,从外壳边缘的间隙中进入顶部的导流盘中;
2、被处理的液体以*短的距离快速流经过滤膜,然后180°逆转到另一膜面;
3、再从O型圈外部的缝隙中流入到下一个过滤膜片,从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心;
4、再到圆周,再到圆中心的切向流过滤,浓缩液**从进料端法兰B处流出;
5、料液流经过滤膜的同时,透过液通过中心收集管C不断排出;
6、浓缩液与透过液通过安装于导流盘上的O型密封圈隔离。
工艺流程描述
(1)预处理
渗滤液 pH 值随着厂龄的增加、环境等各种条件的变化而变化,其组成成份复杂, 存在各种钙、镁、钡、硅等种难溶盐,这些难溶无机盐进入反渗透系统后被高倍浓缩, 当其浓度超过该条件
下的溶解度时将会在膜表面产生结垢现象。而调节原水 pH 值能有效防止碳酸盐类无机盐的结垢,故在进入反渗透前须对原水进行 pH 值调节。同时为了减少渗滤液中悬浮物对膜造成污染,需
对原水中的悬浮物进行预处理。
原水从调节池由提升泵输送至渗滤液原水储罐之前,先通过篮式过滤器除去进水中的可能带入的颗粒物质,篮式过滤器过滤孔径为 1.0mm。滤后原水进入渗滤液原水罐。在渗滤液进入原水罐的同
时,从酸储罐添加酸调节 pH 值。与此同时,酸搅拌泵开始工作进行回流混合,达到均衡 pH 值的目的。系统原液储罐回流管路设 pH 值传感器, PLC 判断原水 pH 值并自动调节计量泵的频率以
调整加酸量,*终使进入反渗透前的原液 pH 值达到 6.1-6.5。如果原水 pH 在此范围内则不需要加酸调节。
通过砂滤增压泵泵送进入砂滤器,砂滤器设计一台,其过滤精度为 50um。砂滤器进、出水端都有压力表,当压差超过 1.5bar 的时候须执行反洗程序。砂滤器反冲洗的频率取决于进水的悬浮物含
量,对一般的垃圾填埋场,砂滤器反冲洗周期约 100 小时左右,对于 SS 值比较低的原水,砂滤运行 100 小时后若压差未超过 1.5bar 也须进行反冲洗,以避免石英砂的过度压实及板结现象,两
者以先到时间为自动激活砂滤反洗时间。砂滤水洗采用原水清洗;气洗使用反洗风机产生的压缩空气。
渗滤液调节池的进水泵应避免悬浮物进入膜系统,从而引起砂滤器的堵塞。
(2)一级 DTRO
膜系统为两级反渗透,**级反渗透需要从芯式过滤器后进水,**级反渗透处理**级透过水。
砂滤出水给一级 DTRO 设备供水,首**入芯滤,芯式过滤器进一步去除渗滤液中的悬浮物,设备配有芯式过滤器 1 套,其进、出水端都有压力传感器,自动检测压差, 当压差超过 2.0bar 的时候
系统提示更换滤芯。芯式过滤器过滤的精度为 10μm 为膜柱提供*
后一道保护屏障。为了防止各种难溶性硫酸盐、硅酸盐在膜组件内由于高倍浓缩产生结垢现象,有效延长膜使用寿命,在一级反渗透膜前需加入一定量的阻垢剂。添加量按原水中难溶盐的浓度确定。
经过芯式过滤器的渗滤液直接进入一级反渗透**柱塞泵。
DT 膜系统每台柱塞泵后边都有一个减震器,用于吸收**泵产生的压力脉冲,给膜柱提供平稳的压力。经**泵后的出水进入膜组件,膜组件采用碟管式反渗透膜柱, 抗污染性强的优点,对渗沥液的
适应性很强,膜寿命延长到 3 年以上。一级反渗透系统设一段。
为了保证膜表面足够的流量和错流流速,避免膜污染,在膜组件前设置循环泵。循环泵流出的**力及高流量水直接进入膜柱。
膜柱组出水分为两部分:一级浓缩液和一级透过液。浓缩液端有一个伺服机控制阀,用于控制膜组内的压力,以产生必要的产水回收率。一级透过液进入二级**泵等待二级 DTRO 进一步处理。一
级浓缩液排入浓缩液储池,等待回灌或外运处置。
(3)二级 DTRO
**级 DTRO 用于对**级 DTRO 透过液的进一步处理,经一级 DT 膜系统处理后的透过液无需添加任何药剂直接送入二级 DT 膜系统**泵,一级与二级之间无须设置缓冲罐,系统运行时流量自动匹
配。二级**泵设置了变频控制,二级**泵运行频率和输出流量将根据一级透过液流量传感器反馈值自动匹配,同时二级**泵入口管路设置了浓缩液自补偿,使得二级系统的运行不受一级系统产水量
的影响。由于二级DTRO 进水污染物浓度已大为降低,膜表面过滤流速要求低,回收率比较高,故**级反渗透不需要在线增压泵,仅仅使用**泵就可以满足要求。
二级 DTRO 浓缩液端也设有一个伺服电机控制阀,用于控制膜组内的压力和回收率。**级 DTRO 浓缩液由于其水质远好于渗滤液原水,故排向**级系统的进水端, 与一级 DTRO 的进水合并处理
,同时提高系统的回收率,二级 DTRO 透过液排入脱气塔。
4)清水脱气及pH 值调节
由于渗滤液中含有一定的溶解性气体,而反渗透膜可以脱除溶解性的离子而不能脱除溶解性的气体,就可能导致反渗透膜产水 pH 值会稍低于排放要求,经脱气塔脱除透过液中溶解的酸性气体后
,pH 值能显著上升达到 6.0 以上,若经脱气塔后的清水 pH 值仍低于排放要求,此时系统将自动加少量碱** pH 值至排放要求。由于出水经脱气塔脱气处理,只需加微量的碱液即能达到排放要求
。
出水 pH **在清水罐中进行,清水排放管中安装有 pH 值传感器,PLC 判断出水pH 值并自动调节计量泵的频率以调整加碱量,*终使排水 pH 值达到排放要求。
二、结构组成
预处理系统:通常包括砂滤系统、保安过滤器、原水罐、加酸调节装置等,用于去除渗滤液中的大颗粒杂质、调节水质和酸碱度,保护后续的膜系统。
膜分离系统:核心部分为 DTRO 膜组件,由多个碟片式的膜元件和导流盘组成,具有抗污染能力强、通量大等特点。还包括**泵、循环泵等,为膜分离过程提供动力和循环流量。
后处理系统:根据需要可能配备脱碳塔等设备,对膜系统的透过液进行进一步处理,如去除二氧化碳等,使出水水质达到更高的标准。
控制系统:由 PLC 控制器、传感器、仪表等组成,可实现设备的自动化运行、监控和调节,实时监测设备的运行参数,如压力、流量、水质等,并根据设定值自动调整设备的运行状态。
三、特点
处理效率高:能有效去除渗滤液中的有机物、重金属、盐分等,使出水水质达标。
适应性强:可处理不同浓度、性质的渗滤液,通过调整参数和工艺流程,适应高盐度、高有机物、高氨氮等复杂工况。
自动化程度高:采用**的自动化控制系统,可远程监控和自动操作,减少人工干预。
占地面积小:紧凑型设计,结构合理,在有限空间内集成多级处理工艺,降低土地资源消耗。
维护方便:模块化设计,方便拆卸和维修,运行稳定,故障率低。
四、应用领域
城市垃圾填埋场:对垃圾填埋过程中产生的大量渗滤液进行处理,防止渗滤液对土壤和地下水造成污染。
垃圾焚烧厂:处理垃圾焚烧过程中产生的渗滤液,确保废水达标排放,减少对环境的影响。
垃圾中转站:在垃圾中转过程中,对产生的渗滤液进行及时处理,避免渗滤液在转运过程中造成二次污染。