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碟管式反滲透技術特點及工藝流程

2015-12-4

碟管式反滲透是反滲透的一種形式,是專門用來處理高濃度污水的膜組件,其核心技術是碟管式膜片膜柱。把反滲透膜片和水力導流盤疊放在一起,用中心拉桿和端板進行固定,然后置入耐壓套管中,就形成一個膜柱。


碟管式膜系統的核心是由碟片式膜片、導流盤、O型橡膠墊圈、中心拉桿和耐壓套管所組成的膜柱。碟管式膜柱有大膜柱和小膜柱兩種。小膜柱直徑為200毫米,長1000毫米,有170個導流盤和169個膜片;大膜柱直徑為214毫米,長1400毫米,由210個導流盤和209個膜片構成。膜片和導流盤間隔疊放,O型橡膠墊圈放在導流盤兩面的凹槽內,用中心拉桿穿在一起,置入耐壓套管中,兩端用金屬端板密封。


膜柱中各個部件有不同的作用。膜片由兩張同心環狀反滲透膜組成,膜中間夾著一層絲狀支架,這三層環狀材料的外環焊接,內環開口,為凈水出口。導流盤(替代了卷式膜中的網狀支撐層)將膜片夾在中間,但不與膜片直接接觸,加寬了流體通道;導流盤表面有一定方式排列的凸點,在高壓下使滲濾液形成湍流,增加透過速率和自清洗功能。O型橡膠墊圈套在中心拉桿上,置于導流盤兩側的凹槽內,起到支撐膜片、隔離污水和凈水的作用。凈水在膜片中間沿絲狀支架流到中心拉桿外圍,通過凈水出口排出。


和其他膜組件相比,碟管式反滲透具有以下三個明顯的特點:


通道寬:膜片之間的通道為2mm,而卷式封裝的膜組件只有0.2mm。

流程短:液體在膜表面的流程僅7cm,而卷式封裝的膜組件為100cm。

湍流行:由于高壓的作用,滲濾液打到導流盤上的凸點后形成高速湍流,這種湍流的沖刷下,膜表面不易沉降污染物。在卷式封裝的膜組件中,網狀支架會截留污染物,造成靜水區從而帶來膜片的污染。


以上三個特點,決定了碟管式反滲透技術在處理滲濾液時可以容忍較高的懸浮物和SDI,通俗一點講,就是不會堵塞。同時,這三個技術特點體現在具體實踐中,使碟管式膜技術有如下幾個工程特點:


膜組的結垢少,膜污染輕,膜壽命長。DT-RO的特殊結構及水力學設計使膜組易于清洗,避免了結垢和其他膜污染,從而延長了膜片壽命。用于DT-RO的膜片壽命可長達2年以上,甚至更長。


不依賴于預處理,具有良好的穩定性、安全性和適應性。由于以上結構上的特點,DTRO膜組不用預處理可以直接處理滲濾液。在具體工程中,預處理系統可有可無。對于有預處理的系統,無論預處理環結是否高效、穩定,反滲透系統都可以穩定的達標出水。同時由于不依賴于生物處理,碟管式反滲透對填埋場各個階段的滲濾液具有良好的適應性。


具有十分可靠的處理效果。到目前為止,國外十幾年來243個滲濾液處理工程實例無一例失敗。碟管式中試設備在國內五個城市十余個垃圾廠的處理試驗,無一例因堵塞導致效果受影響。


碟管式反滲透技術是目前國內能保證滲濾液出水穩定、持續達到國家一級或二級排放標準的成熟技術。DTRO系統操作方式靈活,可根據滲濾液要求的排放標準選擇一級、二級處理形式,處理后的凈水可確保達到國家GB16889-1997中的一級排放標準或中水回用標準。系統經濟的凈產水率75%~80%,也可根據客戶要求配備高壓系統,達到90%~95%的產水率。處理對象涉及到垃圾填埋場滲濾液、垃圾堆肥場滲濾液處理。


DTRO系統可與其他工藝組合使用,作為最終排放前的處理工序,能確保滲濾液處理后可靠達標。


 


工藝流程:


碟管式反滲透不需要任何形式的預處理,直接處理滲濾液,即可達到業主需要的排放標準。

對于城市生活垃圾滲濾液的處理,如果要達到國家一級排放標準,一般提供兩級DTRO處理系統,包括中央控制系統、砂濾器、第一級反滲透系統、第二級反滲透系統、滲濾液儲罐、硫酸儲罐、凈水儲罐、清洗劑儲罐、脫氣塔等。



   
系統運行時,將滲濾液由調節池泵入砂濾器,除掉50μm以上的懸浮物,再經過筒式過濾器除去粒徑大于10μm的顆粒,然后進入滲濾液儲罐。在原液進入儲罐的過程中,酸添加系統啟動,將儲罐內滲濾液PH值調節到66.5。

當滲濾液儲罐中的液位達到設定高度時,第一級反滲透系統啟動,由高壓柱塞泵將滲濾液泵入膜組系統。第一級反滲透產出的凈水直接進入第二級反滲透系統,產生的濃縮液在膜組內循環,達到設定的回收率后排放到濃縮液儲存池。

經過第二級反滲透系統后,產出的凈水再經脫氣裝置除味后直接排放或回用。由于這里產生的濃縮液中污染物質濃度不高,可以排到第一級反滲透前再進行一次處理,以提高系統的水回收率。

膜組的清洗由系統根據壓差自動執行,只需要在兩個清洗劑儲罐中分別置入酸性清洗劑和堿性清洗劑即可。

 

 

 碟管式膜技術


DT膜技術即碟管式膜技術,分為DTRO(碟管式反滲透)、DTNF(碟管式納濾)、DTUF(碟管式超濾)三大類,是一種專利型膜分離組件。該技術是專門針對高濃度料液的過濾分離而開發的,已成功應用近30年。

1、組件結構

碟管式膜組件主要由過濾膜片、導流盤、中心拉桿、外殼、兩端法蘭各種密封件及聯接螺栓等部件組成。把過濾膜片和導流盤疊放在一起,用中心拉桿和端蓋法蘭進行固定,然后置入耐壓外殼中,就形成


一個碟管式膜組件。



2、過濾原理

料液通過膜堆與外殼之間的間隙后通過導流通道進入底部導流盤中(如圖2所示),被處理的液體以最短的距離快速流經過濾膜,然后180o逆轉到另一膜面,再從流入到下一個過濾膜片,從而在膜表面形成由導流盤圓周到圓中心,再到圓周,再到圓中心的切向流過濾,濃縮液最后從進料端法蘭處流出。料液流經過濾膜的同時,透過液通過中心收集管不斷排出。濃縮液與透過液通過安裝于導流盤上的O型密封圈隔離。

 

 

3、技術特點

  •   避免物理堵塞現象

DT組件采用開放式流道設計,料液有效流道寬,避免了物理堵塞。

  •  最低程度的結垢和污染現象

采用帶凸點支撐的導流盤,料液在過濾過程中中形成湍流狀態,最大程度上減少了膜表面結垢、污染及濃差極化現象的產生,允許SDI值高達20的高污染水源,仍無被污染的風險。

  • 膜使用壽命長

DT膜組件有效減少膜的結垢,膜污染減輕,清洗周期長,同時DT的特殊結構及水力學設計使膜組易于清洗,清洗后通量恢復性非常好,從而延長了膜片壽命。實踐工程表明,即使在滲液原液的直接處理中,DT膜片壽命可長達3年以上,這對一般的膜處理系統是無法達到的。

  • 組件易于維護

DT膜組件采用標準化設計,組件易于拆卸維護,打開DT組件可以輕松檢查維護任何一片過濾膜片及其它部件,維修簡單,當零部件數量不夠時,組件允許少裝一些膜片及導流盤而不影響DT膜組件的使用,所有這些維護工作均在現場即可完成。

  • 過濾膜片更換費用低

DT組件內部任何單個部件均允許單獨更換。過濾部分由多個過濾膜片及導流盤裝配而成,當過濾膜片需更換時可進行單個更換,對于過濾性能好的膜片仍可繼續使用,這最大程序減少了換膜成本。

  • 濃縮倍數高

DT組件操作壓力具有75bar,150bar,200bar三個等級可選,是目前工業化應用壓力等級最高的膜組件,在一些濃縮倍數高的應用中,其含固量可以達到25%以上,濃縮倍數高。

 

 

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