无机膜过滤技术处理电脱盐排水的研究

金宝书

（大庆市龙凤生态环境监控中心，黑龙江大庆163711）

1 实验

1.1 实验原料

实验原料为电脱盐排水，性质见表1。由表1可知，电脱盐排水水质变化频率和幅度较大。

表1电脱盐排水水质分析

1.2 实验原理

混合污水经预处理过滤器送至无机膜过滤装置，采用动态"错流过滤"方式进行过滤，即在压力驱动下，原料液在膜管内侧膜层表面以一定的流速高速流动，小分子物质(液体/气体)沿与之垂直方向透过微孔膜，大分子物质(或固体颗粒)被膜截留，使流体达到分离浓缩和纯化的目的。由于流体在膜管内流动状态是湍流状态，因此在膜表面拦截的杂质不会停留附着在膜表面堵塞膜孔，而是随湍流物流由表面带走，经过循环送至循环泵入口，进一步截留浓缩到一定的浓度，随浓缩液排 出系统。膜过滤原理见图1。

图1膜过滤原理

1.3 实验装置及工艺流程

实验装置为最大处理量1 t/h无机膜净化中试实验装置，膜面积约1 m2，因物料性质影响膜通量，所以处理量依物料性质决定。急冷塔外排水由外排水泵送至无机膜净化处理系统，先经Y形过滤器粗过滤后，经进料泵增压，进入无机膜管程，过滤后的净化水排放到污水井。管程的浓缩液与新鲜原料混合后进入无机膜管程，循环净化处理，手动调节浓缩液外排阀，排放少量高浓度浓缩液至污水井。无机膜过滤试验装置工艺流程见图2。

图2无机膜过滤装置工艺流程

1.4 原液、过滤液、浓缩液分析方法

脱盐排水（原液、过滤液、浓缩液）分析见表2。

表2分析项目及分析方法

2 结果与讨论

2.1 实验条件

具体实验操作条件见表3。

表3膜过滤装置运行操作条件

2.2 实验结果

2.2.1 电脱盐污水净化效果明显水样对比可见，净化前水样中原料油含量、固体杂质含量较高，呈深棕色；处理后水样液体澄清，无可见悬浮物颗粒和油滴。说明该技术可有效去除电脱盐排水中油、固体可目测杂质。分析过滤前后样品中的悬浮物、COD和石油类含量等项目，结果见表4、5、6。

表4膜净化前后样品悬浮物分析结果

表5膜净化前后样品COD分析结

表6膜净化前后样品石油类含量分析结果

由表4、5和6可以看出，经过滤前后样品分析结果可知，过滤效果显著，悬浮物平均脱除率达96.38%，COD平均脱除率90.17%，石油类平均脱除率达89.63%，说明通过无机膜净化能够有效去除电脱盐污水中的悬浮物、COD及石油类含量。

2.2.2 不同浓缩比考察

（1）浓缩比30%无机膜过滤连续运行48 h过程中，膜通量基本稳定在120 L/m2·h，浓缩比维持在30%，进料量450 L/h，流速3 m/s。整体平均跨膜压差上升了30 kPa，设定的清洗条件是平均跨膜压差达到400 kPa，按照平均跨膜压差下降趋势计算，膜组件清洗周期预计超过20 d，数据分析见图3；

图3浓缩比30%无机膜组件运行验证数据分析

（2）浓缩比40%无机膜过滤连续运行2.5 h过程中，膜通量基本稳定在130 L/m2·h，浓缩比维持在40%，进料量390 L/h，流速3 m/s。整体平均跨膜压差上升了28 kPa，设定的清洗条件是平均跨膜压差达到400 kPa，按照平均跨膜压差下降趋势计算，膜组件的清洗周期预计超过1 d，数据分析见图4；

图4浓缩比40%无机膜组件运行验证数据分析

（4）浓缩比80%无机膜过滤连续运行23.5 h的过程中，其膜通量缓慢下降，浓缩比维持40%，进料量200 L/h，流速3 m/s。整体平均跨膜压差上升280 kPa，设定的清洗条件是平均跨膜压差达到400 kPa，按照平均跨膜压差下降趋势计算，膜组件的清洗周期在8 h左右，数据分析见图5。

图5浓缩比80%无机膜组件运行验证数据分析

2.2.3 清洗效果考察膜经过长时间运行后跨膜压差达到清洗条件（400 kPa），采用专门开发的清洗剂对污染后膜管进行清洗，清洗时长165 min，清洗剂与水配比5:100，清洗剂用量6 L/次，清洗后跨膜压差恢复到初始值50 kPa。

3 结束语

通过无机膜净化处理可有效去除中的悬浮物、油类和COD，悬浮物平均脱除率96.38%，油类平均脱除率达89.63%，COD≯800 mg/L、石油类的含量≯100 mg/L、悬浮物≯100 mg/L，且清澈透明。通过对不同浓缩比进行考察实验，浓缩比30%清洗周期能达到20天以上，浓缩比40%清洗周期能达到1 d以上，浓缩比80%清洗周期在8 h左右。由于目前电脱盐排水性质波动较大，污水中浮油明显，浮油会吸附在膜表面，导致过滤液通量低，提高浓缩比会加速膜的污染速率。

（3）化学清洗可完全恢复膜通量，可确保无机膜的长周期稳定运行。