天地人视角-碟管式膜技术在高浓度工业废水处理领域的研究及展望 张立娜

2017-09-06


碟管式膜技术是专门针对高污染、高盐分料液的过滤分离而设计开发的一种专利型膜分离设备,目前在垃圾渗滤液处理领域已经得到了广泛的应用,较之于其他膜分离技术,碟管式膜有它独到的优势之处。天地人公司从事高浓度废水处理已有十五年载,也是国内最早引进碟管式膜技术的公司,今天就从天地人公司出发,与大家一起分享碟管式膜技术在国内工程案例上的应用。

碟管式膜技术,其核心即碟管式膜组件,与常用的卷式膜和中空纤维膜组件在结构形式上有较大差异,膜片、导流盘和O型橡胶垫圈为其重要的三个组成元件,如图1所示。将膜片与导流盘间隔叠放,用中心拉杆和端板进行固定,然后置于耐压套管中,就形成了一个碟管式膜组件。

 

图 1 碟管式膜组件核心部件

碟管式膜组件的过滤过程中,如图2所示。料液通过入口进入压力容器中,从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端,料液进入导流盘中,快速流经过滤膜,然后180°逆转到另一膜面,再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘,从而在膜表面形成由导流盘圆周→圆中心→圆周→圆中心……的双“S”形路线,浓缩液最后从进料端法兰处流出。透过液沿过滤膜袋中间的净水导流织网流至中心拉杆外围的透过液通道,由法兰上的排放管道排出。依靠导流盘上的O型圈隔离原水与透过液通道。这种特殊的水力学设计使碟管式膜组件具有如下优点:

• 开放式宽流道

膜片和导流盘之间形成的开放式宽流道可以允许较大颗粒杂质通过,不堵塞通道,同时导流盘不与膜片相接触,在过滤和清洗过程中,污染物不易在膜表面积留。

• 湍流式错流过滤

导流盘的特殊设计使得过滤过程中在膜表面形成较强的湍流作用,同时料液在膜柱内流动极短的距离后便做180°转弯,有利于料液的再次混合,减小浓差极化现象的同时,增加透过速率和自清洗功能。

• 膜片可单独抽换

碟管式膜组件的膜片相互独立,可单独更换(不同于其它膜元件需要整支更换),甚至可以将少量损坏的膜片和导流盘除去,不影响膜柱的运行,大幅降低了膜片更换成本。

• 耐压等级高

目前,天地人公司生产的碟管式膜组件,按耐压等级分有:7.5MPa、9.0MPa、12.0MPa和16.0MPa四种,远高于常用的卷式膜组件,高的操作压力可以克服更高的渗透压,有利于提高原水浓缩倍数或净水回收率。

 

图2 碟管式膜组件流道示意图

以上碟管式膜组件的特点决定了碟管式膜系统具有极强的抗污染能力,经过简单预处理即可用于高浓度工业废水的处理。目前,碟管式膜技术在垃圾渗滤液膜浓缩液处理、石化废水回用处理、工业园区高盐废水减量化处理等均有成功应用,在制药废水、染料生产废水、脱硫废水、焦化废水及畜禽粪便水回用等领域也进行了大量的中试验,试验成效显著。



江苏南通垃圾填埋场渗滤液处理项目,处理规模200吨/天,工艺:MBR+DTRO+离子交换+浓缩液处理。其中,浓缩液处理规模40吨/天,工艺:DTNF+HP-DTRO+蒸发结晶,项目出水执行GB16889-2008表三敏感地区排放标准,是天地人公司承建的第一个垃圾渗滤液零排放处理项目。

中石油长庆石化污水回用车间卷式RO浓水处理项目,规模:50吨/小时,工艺:碟管式纳滤,处理目标:系统回收水率≥80%,产水电导率≤2500μs/cm,COD≤50mg/L,是天地人公司第一次将自主开发的碟管式纳滤技术应用于石化废水回用处理领域。

 

内蒙古达拉特旗经济开发区浓盐水处理项目,处理规模6,000吨/天,采用TMF软化+ DTLRO工艺对污水处理厂回用系统所排浓盐水进行浓缩减量化处理,出水执行《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002循环冷却补水标准,是天地人公司承建的第一个BT项目,开启了碟管式膜技术应用于高盐水处理领域的新纪元。

 

经过十余年的发展,天地人公司已将碟管式膜系统的设计与生产实现了全面的国产化,并致力于打造精品的碟管式膜组件。目前,碟管式膜组件的类型、规格已趋于多样化,形成了常压级、高压级、以及不同膜分离效能(超滤/纳滤/反渗透)的系列产品。随着经济的发展,技术的革新,以及生产、生活的需要,我们有理由相信碟管式膜技术的应用前景必将越来越广阔。