[發明專利]一種處理廢水的膜精密過濾裝置及其應用

有效

• 申請號: 200910177343.4
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN102030390A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 李正琪;李井峰;楊永強;張新妙
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅;唐彬

技術領域

本發明涉及一種廢水處理裝置及其應用，具體的說是一種處理廢水的膜精密過濾裝置及其應用。

背景技術

近年來，膜分離技術得到了快速發展，開始在化工廢水處理，海水、苦咸水淡化，環境污染治理等領域廣泛應用。

從本質上來說，膜分離技術也是一種過濾技術，但與其他傳統過濾技術相比，膜分離技術具有高精度的優點，可分為低壓膜過濾和高壓膜過濾兩種。

低壓膜過濾過程包括微濾(MF)和超濾(UF)，屬于壓力驅動的過濾技術，一般只能去除水中1μm～0.002μm直徑的的顆粒物和微生物，如賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲，需要其他水處理工藝才能解決水中溶解性污染物問題。采用低壓膜過濾的低壓膜系統一般采用中空纖維膜組件，中空纖維膜組件具有較高的堆填密度和處理效率，是低壓膜系統的首選型式。中空纖維膜組件按水流方式可分為外壓式和內壓式，按膜系統制造方式可分為壓力式和浸沒式。壓力式中空纖維膜組件是將大量的中空纖維膜絲裝填入一圓形的壓力容器中，纖維束的開口端使用環氧樹脂澆灌密封，配備相應的連接件形成標準的膜組件。若低壓膜系統從中空纖維膜組件外部由外向內通過膜產水，為外壓式；若低壓膜系統從中空纖維膜組件內部向外通過膜產水，為內壓式。浸沒式中空纖維膜組件沒有壓力容器，中空纖維膜絲頂端開口匯集在一起構成出水口，其形態有簾狀的或柱狀的，浸沒式中空纖維膜組件直接放置在水池中，污水在壓力作用下通過浸沒式中空纖維膜組件過濾，凈水穿過膜后進入膜管內，再由出水口流出，最后凈水在膜絲末端出口進行匯集。

高壓膜過濾過程包括反滲透和納濾，可截留1000分子量以下的小分子(包括無機鹽)。反滲透技術是當今最先進的膜分離技術。其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過反滲透膜的特點，將這些物質和水分離開來。由于反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為1nm左右)，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97～99％)。反滲透膜過濾系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。目前絕大部分商業反滲透膜都是卷式形態的標準元件。

雙膜技術是將超濾/微濾(UF/MF)技術和反滲透(RO)技術相結合在一起的工藝。由于反滲透膜過濾系統對進水的水質要求很高(通常要求污染指數SDI≤5)，否則反滲透膜極易被污染物堵塞而降低甚至喪失其高精度的過濾功能，而超濾/微濾過濾系統的產水水質完全可以滿足反滲透膜過濾系統對進水水質的要求。因此，在反滲透膜過濾系統前設置超濾/微濾過濾系統，可以有效地防止反滲透膜的污染和堵塞，延長了反滲透膜的使用壽命。目前雙膜法水處理技術可以廣泛應用于化工、電力、電子、制藥、石化、紡織、食品等領域的純水和超純水制備，以及海水淡化、苦咸水淡化和特種分離過程，特別是在污水資源化再生利用方面，雙膜法可直接利用企業的生化出水做為原水，處理后可以達到鍋爐補充水的水質要求，為企業節約水資源。

目前傳統雙膜過濾系統在工業運行過程中存在的主要問題在于：

(1)目前雙膜過濾系統超濾部分一般都采用壓力式組件。壓力式組件過流通道小，對預處理要求高，只適合水質較好、穩定的水源，對于水質較差水源，需要頻繁的化學清洗。

(2)壓力式組件操作壓力一般較浸沒式組件高(壓力式可達0.05～0.2MPa，而浸沒式組件一般為0.02～0.05MPa)。壓力式組件需一定面積安放膜組件，連接件較為復雜。

(3)超濾反洗一般都采用超濾中間水箱的超濾產水。當水質波動，超濾產水水質較差時，采用超濾產水反洗效果不佳，甚至加重了產水端的超濾膜污染。

(4)傳統雙膜過濾系統中反滲透膜對進水COD值有嚴格要求(一般要求小于100mg/L)，由于超濾/微濾僅對懸浮性COD具有較好的去除效果，而對溶解性COD幾乎沒有去除效果，因此現有的雙膜過濾系統只能處理已經經過生化處理且COD值較低的廢水體系；而不能適應高COD值的廢水體系。

(5)在超濾/微濾與反滲透的連接方式上，目前使用的雙膜過濾系統需要設置中間水箱和保安過濾器，并投加殺菌劑。雖然超濾/微濾理論上可以截留細菌，但由于中間水箱和保安過濾器的存在，經超濾/微濾后的產水在中間水箱的停留時間較長，給細菌的生長提供了一定的時間和空間。在傳統的雙膜工藝中，反滲透前保安過濾器的堵塞非常嚴重，需要經常更換。