中石油廣西石化分公司的石油煉制污水，采用隔油、調(diào)節(jié)、氣浮、A/O生化和高密度沉淀等工藝處理后，一部分污水再采用砂濾和雙膜法(超濾膜+反滲透膜)進(jìn)行深度處理，深度處理后的產(chǎn)水與部分砂濾產(chǎn)水混合后，作為補(bǔ)水回用于循環(huán)冷卻補(bǔ)水系統(tǒng)。由于石化污水水質(zhì)復(fù)雜、水量波動(dòng)較大，因此，當(dāng)生化系統(tǒng)受到?jīng)_擊時(shí)，很容易造成超濾進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)，從而引起超濾膜的污染。為此筆者以超濾膜為研究對(duì)象，分析了造成超濾膜污染的主要原因，并制定了清洗方案，對(duì)清洗前后的跨膜壓差和產(chǎn)水流量進(jìn)行了比較，找出了適合該水質(zhì)條件的清洗方法。
1試驗(yàn)部分
1.1工藝流程
該污水處理場采用雙膜法處理生化處理后的石化污水，其工藝流程見圖1。超濾系統(tǒng)共2套，每套含70支膜芯，超濾膜為荷蘭諾瑞特SXL-225FSFC型內(nèi)壓式膜組件，膜材質(zhì)為聚醚砜和聚乙烯吡咯酮共混材料，膜面積為40m3，中空纖維內(nèi)徑為0.8mm，截留顆粒的比較小直徑為0.025μm，產(chǎn)水膜通量(20℃)≤50L/(m2•h)，系統(tǒng)回收率≥95%。
1.2超濾膜進(jìn)水水質(zhì)
超濾膜進(jìn)水水質(zhì)見表1。
1.3清洗劑
酸洗藥劑：包括檸檬酸、草酸和鹽酸等，使用時(shí)配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液，主要用于去除污垢沉積物和金屬氧化物，尤其是鐵沉淀污染物。堿洗藥劑：包括NaOH和Nalco公司的PC-98膜清洗液。NaOH使用時(shí)配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的溶液，主要用于清洗有機(jī)物和微生物污染;PC-98膜清洗劑使用時(shí)配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的溶液，其主要成分為表面活性劑、高效絡(luò)合劑、堿洗助劑，用于去除蛋白、油污、膠狀污染物和其他有機(jī)殘余物以及鈣、鐵、鎂等離子形成的無機(jī)污染。其他藥劑：NaClO溶液，使用時(shí)配成500mg/L的溶液，用于清除有機(jī)物和微生物污染。
1.4膜清洗方法及步驟
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定了對(duì)超濾膜的清洗方案，見表2。
通過加入HCl以維持清洗液的pH。
1.5分析方法
垢樣成分分析：取一定質(zhì)量清洗下來的垢樣，先在105℃的烘箱中烘干12h，稱重;再經(jīng)過925℃的高溫灼燒后，稱重;處理后的垢樣用X射線熒光元素分析儀進(jìn)行成分分析。
鐵含量測定：采用鄰菲啰啉分光光度法在721可見分光光度計(jì)上進(jìn)行測定。
2結(jié)果與討論
2.1污染物分析
堿洗過程清洗出的污染物呈絲狀，X射線熒光元素分析結(jié)果表明，該絲狀物主要由53%的有機(jī)物和/或微生物和35%的鐵沉積物組成。
酸洗過程清洗出的污染物主要是鐵的沉積物，3種方法清洗出的污染物(以鐵計(jì))分別為181.6、260、400mg/L，這表明在相同使用濃度下，草酸的清洗效果要明顯好于檸檬酸。
2.2清洗前后超濾系統(tǒng)跨膜壓差變化
清洗前后超濾系統(tǒng)的跨膜壓差變化如圖2所示。從圖2可以看出，3種清洗方法都是有效的，并且方法c的效果比較好，超濾系統(tǒng)的跨膜壓差從0.095MPa下降到0.029MPa。
2.3清洗前后超濾系統(tǒng)產(chǎn)水流量變化
超濾系統(tǒng)清洗前后產(chǎn)水流量的變化見圖3。
由圖3可知，按3種不同方法清洗后，超濾系統(tǒng)的產(chǎn)水流量均有不同程度的提高，其中方法c清洗后的系統(tǒng)產(chǎn)水流量從之前的125m3/h上升至167.7m3/h，效果比較好。相比之下，方法a和方法b的產(chǎn)水流量提高不多。對(duì)比圖2與圖3還可以看出：由于有機(jī)物/微生物和無機(jī)物是形成超濾膜垢的主要污染物，因此傳統(tǒng)的堿洗+氧化藥劑達(dá)不到比較佳的效果。而輔以由表面活性劑、高效絡(luò)合劑、堿洗助劑組成的PC-98膜清洗劑，則可以有效清洗出膜表面的生物黏泥和微生物。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3結(jié)論
(1)從對(duì)超濾膜酸/堿洗清洗過程中和反洗出的污染物，以及對(duì)絲狀物的垢樣分析可以知道，超濾膜的污染物主要是鐵的污染物、有機(jī)物和/或微生物，同時(shí)也說明了鐵離子對(duì)超濾系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起至關(guān)重要的作用。
(2)超濾進(jìn)水中的有機(jī)物/微生物和無機(jī)物是形成膜垢的主要組成，形成了有機(jī)物和無機(jī)鹽相互覆蓋的污染物。單靠堿洗不能達(dá)到比較佳的清洗效果，酸、堿洗需結(jié)合使用。
(3)從清洗后的壓差和產(chǎn)水流量上看，由表面活性劑、高效絡(luò)合劑、堿洗助劑組成的PC-98膜清洗劑，可以有效清洗出膜表面的生物黏泥和微生物。
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