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【純水設(shè)備http://】管網(wǎng)反滲透膜的特點(diǎn):隔離管反滲透膜(STRO)最初由德國(guó)Rochem公司生產(chǎn)，主要由美國(guó)Nanostone公司生產(chǎn)。膜元件設(shè)計(jì)為具有獨(dú)立膜殼的單一膜元件。它通常與25平方米的間隔管一起使用。膜單元的直徑為8英寸(20.3厘米)，長(zhǎng)度為1米。STRO的特點(diǎn)是一個(gè)開放的流道和線圈膜模塊和暢通無阻，湍流自由進(jìn)口系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)克服了常見的反滲透污垢和結(jié)垢問題純水設(shè)備，由于膜面積大，為25 m2/支，用于代替盤管反滲透膜處理垃圾滲濾液。

    STRO模塊的膜片采用工業(yè)防污染反滲透膜或納濾膜，柵格通道采用與一般滾動(dòng)膜不同的平行柵格結(jié)構(gòu)，如圖1所示。盤管膜組件由中心透析管上的膜纏繞而成，疾病通過網(wǎng)格形成一個(gè)間隔，這是一種傳統(tǒng)的菱形結(jié)構(gòu)，如圖2所示。廢水/進(jìn)料液不能順利通過這個(gè)網(wǎng)格，特別是含有一定懸浮固體(SS)的廢水。因此，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備傳統(tǒng)的盤管膜組件需要嚴(yán)格的預(yù)處理，以避免SS進(jìn)入膜組件造成物理堵塞南通純水設(shè)備。STRO模塊網(wǎng)格采用梯形結(jié)構(gòu)。廢水/進(jìn)料液在網(wǎng)格形成的通道中流動(dòng)，與管狀膜一樣，阻力比菱形網(wǎng)格小得多。同時(shí)，內(nèi)部橫向加強(qiáng)筋可以增加物料流動(dòng)時(shí)的湍流流動(dòng)，降低膜的濃度極化，提高STRO構(gòu)件的抗污染能力。

STRO膜組件的主要技術(shù)特點(diǎn)包括:

    (1)打開流動(dòng)通道，通道間距為34 ~ 120mil(約1.2 ~ 4mm)，可降低流動(dòng)阻力和濃差極化，有利于膜的清洗;

    (2)耐壓≥7.0mpa—高壓范圍，能克服滲透壓，獲得高濃度倍數(shù)。

1.2管網(wǎng)反滲透膜回收率

    STRO的反滲透系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)為大流量、高壓循環(huán)。因此，回收率是由進(jìn)口含鹽量、設(shè)計(jì)膜通量和操作壓力三個(gè)變量共同決定的。STRO分為耐壓級(jí)，分為7.5級(jí)、9.0級(jí)和12級(jí)。在膜通量和膜壓力分級(jí)的前提下，金水中總?cè)芙夤腆w(TDS)的含量決定了STRO系統(tǒng)的回收率。

    以7.5mpa膜為例，正常工作壓力為7.0 MPa，濃縮水側(cè)TDS可濃縮至80 ~ 90 g/L。當(dāng)進(jìn)水TDS為30 g/L時(shí)，7.5mpa STRO系統(tǒng)可將濃縮水降低至90 g/L，濃縮率為3倍，回收率約66%。對(duì)于相同的進(jìn)水，若使用9.0mpa膜，純水設(shè)備則濃縮水側(cè)TDS含量可濃縮至100 ~120 g/L，濃縮率可提高4倍，即，回收率約為75%。對(duì)于相同的進(jìn)水，12mpa的膜可以達(dá)到較高的回收率，但高壓增加了系統(tǒng)中高壓泵、循環(huán)泵、閥門等設(shè)備的壓力水平，導(dǎo)致設(shè)備成本較高。目前，國(guó)內(nèi)還沒有12mpa STRO膜系統(tǒng)的案例。

1.3 網(wǎng)管式反滲透膜的耐CODCr性能

    STRO最初是為處理垃圾滲濾液而設(shè)計(jì)的，因此具備開放式流道等抗污堵的性能。目前在運(yùn)行或中中試中的STRO系統(tǒng)進(jìn)出水的CODCr值如表1所示。某滲濾液經(jīng)預(yù)處理后，水中的CODCr為 300 mg/L，TDS為16000 mg/L;連續(xù)經(jīng)過STRO中試裝置運(yùn)行14 d，產(chǎn)水通量維持在15 ~17 L/(m2·h)，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備通量無明顯衰竭。

2 管網(wǎng)式反滲透膜的應(yīng)用

2.1 管網(wǎng)式反滲透膜在垃圾滲濾液中的應(yīng)用

    與普通反滲透膜相比，STRO具有很強(qiáng)的抗污能力。邱端陽等采用兩級(jí)STRO工藝處理上海市老港垃圾填埋場(chǎng)滲濾液，其原液CODCr為16350 mg/L，電導(dǎo)率為33361 μS/cm，滲濾液經(jīng)處理后TDS的取出來為92% ~ 95%，氨氮的取出來為99.2% ~ 99.5%，CODCr的去除率達(dá)到了99.5%以上，在出水中未檢測(cè)出SS，且反滲透膜未出現(xiàn)結(jié)垢和膜污染現(xiàn)象，試驗(yàn)中一級(jí)STRO系統(tǒng)的回收率設(shè)定為65% ~ 75%。由此可見，STRO可被應(yīng)用到零排放膜濃縮的末端，以填補(bǔ)普通反滲透膜及海淡膜難以耐受進(jìn)水高CODCr的缺點(diǎn)。

2.2 管網(wǎng)式反滲透膜在零排放中的應(yīng)用

2.2.1 項(xiàng)目介紹

    陽泉煤業(yè)集團(tuán)平定化工有限責(zé)任公司乙二醇項(xiàng)目一期工程，需對(duì)全廠 400 t/h的廢水進(jìn)行回用及零排放處理。265 t/h的清凈廢水和150 t/h的廢水經(jīng)過預(yù)處理后，一次經(jīng)過廢水反滲透、濃水反滲透、超濃縮反滲透，各級(jí)反滲透產(chǎn)水收集回用作為循環(huán)水補(bǔ)充水，濃水經(jīng)三級(jí)膜濃縮后，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行固體鹽、水分離，從而實(shí)現(xiàn)水的零排放。本項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)首個(gè)使用STRO實(shí)現(xiàn)高濃度鹽水提濃的項(xiàng)目。

2.2.2 工藝流程

該零排放項(xiàng)目的濃水工藝路線如圖3所示。

2.2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)

    該工藝中設(shè)置了三種不同類型的反滲透，即一級(jí)反滲透、濃水反滲透和超濃縮反滲透。

一級(jí)反滲透進(jìn)水TDS約為3500 mg/L，水量為400 t/h，設(shè)兩套壓力等級(jí)為1.8 MPa的反滲透系統(tǒng)，每套進(jìn)水水量為200 t/h，產(chǎn)水水量為150 t/h，按6芯膜殼、一級(jí)兩段、23:11排列。產(chǎn)出濃水TDS約為14000 mg/L，南通純水設(shè)備進(jìn)入后續(xù)濃水反滲透處理。

濃水反滲透進(jìn)水水量為100 t/h，設(shè)置一套壓力等級(jí)為2.5 MPa的反滲透系統(tǒng)，按6芯膜殼、一級(jí)兩段、11:6排列。產(chǎn)出濃水TDS約為30000mg/L，經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)入后續(xù)超濃縮反滲透處理。

    超濃縮反滲透進(jìn)水水量為40 t/h，產(chǎn)出濃水TDS約為80 g/L，水量約為16 t/h，進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶裝置。

    在該項(xiàng)目中，濃水反滲透濃縮后的濃水經(jīng)過藥劑軟化劑管式微濾膜過濾處理，其水質(zhì)情況如表2所示。

    上述預(yù)處理后的濃水，實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備用高壓泵送入STRO濃縮裝置進(jìn)行處理。選用7.5 MPa的STRO膜，分為兩套，每套進(jìn)水為20 t/h，純水設(shè)備每套選用55只膜，按回收率555 ~ 60%計(jì)，計(jì)算得到平均通量為8 ~ 9 L/(m2·h)；需要的進(jìn)膜壓力約為6.0 ~6.5 MPa。經(jīng)STRO裝置濃縮后，濃水的TDS達(dá)到70 ~ 80 g/L。濃縮后16 t/h的濃水進(jìn)入多效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

2.2.4 管網(wǎng)式反滲透膜在零排放中的主要作用

    STRO裝置在本項(xiàng)目中的主要作用是進(jìn)一步濃縮提濃濃鹽水，以減少進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置的濃鹽水量。STRO裝置和蒸發(fā)結(jié)晶裝置的主要能耗對(duì)比如表3所示。

    由表3可知，在該項(xiàng)目中，STRO裝置的噸水運(yùn)行電耗要比四效蒸發(fā)結(jié)晶裝置少0.72 kW；STRO裝置除了電耗外，沒有其他耗能，而對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶裝置而言，電耗只是所有能耗中的一部分，主要能耗是蒸汽耗量和循環(huán)冷卻水耗量。因此，STRO裝置的運(yùn)行費(fèi)用要比四效蒸發(fā)結(jié)晶裝置小很多。

    （1）STRO的開放式流道和單支膜獨(dú)立膜殼設(shè)計(jì)，使得STRO膜的抗污染性能比傳統(tǒng)反滲透膜理想許多。因此，STRO適合用于零排放膜濃縮的末端，解決零排放末端水因CODCr高而難以用普通膜濃縮的問題。

    （2）從費(fèi)用角度考慮，用STRO濃縮的方法，可以減少進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置的濃鹽水量，從而減少蒸發(fā)量，減小蒸發(fā)裝置規(guī)模。因此，應(yīng)用STRO可以節(jié)約零排放項(xiàng)目的運(yùn)行費(fèi)用公司可根據(jù)客戶要求制作各種流量的純水設(shè)備，超純水設(shè)備及軟水處理設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)室水處理設(shè)備，南通純水設(shè)備。