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超滤膜处理石化污水后的清洗方法

楼主:鲁迈防水防腐 时间:2018-05-31 09:27:05

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中石油广西石化分公司的石油炼制污水,采用隔油、调节、气浮、A/O生化和高密度沉淀等工艺处理后,一部分污水再采用砂滤和双膜法(超滤膜+反渗透膜)进行深度处理,深度处理后的产水与部分砂滤产水混合后,作为补水回用于循环冷却补水系统。由于石化污水水质复杂、水量波动较大,因此,当生化系统受到冲击时,很容易造成超滤进水水质的波动,从而引起超滤膜的污染。为此笔者以超滤膜为研究对象,分析了造成超滤膜污染的主要原因,并制定了清洗方案,对清洗前后的跨膜压差和产水流量进行了比较,找出了适合该水质条件的清洗方法。

1试验部分

1.1工艺流程

该污水处理场采用双膜法处理生化处理后的石化污水,其工艺流程见图1。超滤系统共2套,每套含70支膜芯,超滤膜为荷兰诺瑞特SXL-225FSFC型内压式膜组件,膜材质为聚醚砜和聚乙烯吡咯酮共混材料,膜面积为40m3,中空纤维内径为0.8mm,截留颗粒的最小直径为0.025μm,产水膜通量(20℃)≤50L/(m2•h),系统回收率≥95%。

1.2超滤膜进水水质

超滤膜进水水质见表1。

1.3清洗剂

酸洗药剂:包括柠檬酸、草酸和盐酸等,使用时配成质量分数为1%的溶液,主要用于去除污垢沉积物和金属氧化物,尤其是铁沉淀污染物。碱洗药剂:包括NaOH和Nalco公司的PC-98膜清洗液。NaOH使用时配成质量分数为0.1%的溶液,主要用于清洗有机物和微生物污染;PC-98膜清洗剂使用时配成质量分数为0.1%的溶液,其主要成分为表面活性剂、高效络合剂、碱洗助剂,用于去除蛋白、油污、胶状污染物和其他有机残余物以及钙、铁、镁等离子形成的无机污染。其他药剂:NaClO溶液,使用时配成500mg/L的溶液,用于清除有机物和微生物污染。

1.4膜清洗方法及步骤

根据经验确定了对超滤膜的清洗方案,见表2。

通过加入HCl以维持清洗液的pH。

1.5分析方法

垢样成分分析:取一定质量清洗下来的垢样,先在105℃的烘箱中烘干12h,称重;再经过925℃的高温灼烧后,称重;处理后的垢样用X射线荧光元素分析仪进行成分分析。

铁含量测定:采用邻菲啰啉分光光度法在721可见分光光度计上进行测定。

2结果与讨论

2.1污染物分析

碱洗过程清洗出的污染物呈丝状,X射线荧光元素分析结果表明,该丝状物主要由53%的有机物和/或微生物和35%的铁沉积物组成。

酸洗过程清洗出的污染物主要是铁的沉积物,3种方法清洗出的污染物(以铁计)分别为181.6、260、400mg/L,这表明在相同使用浓度下,草酸的清洗效果要明显好于柠檬酸。

2.2清洗前后超滤系统跨膜压差变化

清洗前后超滤系统的跨膜压差变化如图2所示。从图2可以看出,3种清洗方法都是有效的,并且方法c的效果最好,超滤系统的跨膜压差从0.095MPa下降到0.029MPa。

2.3清洗前后超滤系统产水流量变化

超滤系统清洗前后产水流量的变化见图3。

由图3可知,按3种不同方法清洗后,超滤系统的产水流量均有不同程度的提高,其中方法c清洗后的系统产水流量从之前的125m3/h上升至167.7m3/h,效果最好。相比之下,方法a和方法b的产水流量提高不多。对比图2与图3还可以看出:由于有机物/微生物和无机物是形成超滤膜垢的主要污染物,因此传统的碱洗+氧化药剂达不到最佳的效果。而辅以由表面活性剂、高效络合剂、碱洗助剂组成的PC-98膜清洗剂,则可以有效清洗出膜表面的生物黏泥和微生物。

3结论

(1)从对超滤膜酸/碱洗清洗过程中和反洗出的污染物,以及对丝状物的垢样分析可以知道,超滤膜的污染物主要是铁的污染物、有机物和/或微生物,同时也说明了铁离子对超滤系统的稳定运行起至关重要的作用。

(2)超滤进水中的有机物/微生物和无机物是形成膜垢的主要组成,形成了有机物和无机盐相互覆盖的污染物。单靠碱洗不能达到最佳的清洗效果,酸、碱洗需结合使用。

(3)从清洗后的压差和产水流量上看,由表面活性剂、高效络合剂、碱洗助剂组成的PC-98膜清洗剂,可以有效清洗出膜表面的生物黏泥和微生物。



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