Применение высокоэффективных обратноосмотических мембранных элементов в очистке сточных вод

Технология обратного осмоса мембранного разделения

Технология обратноосмотического мембранного разделения использует в качестве движущей силы разность статического давления на мембране. Небольшие молекулы, такие как молекулы воды, преодолевают осмотическое давление и проходят через обратноосмотическую мембрану, тем самым отделяя их от примесей. Рабочее давление обычно составляет от 1,5 до 10,5 МПа, и система способна задерживать молекулы размером от 1 до 10 А.

В водоподготовке обратный осмос, как ключевое оборудование, способен удалять из воды более 97% растворимых неорганических веществ, 99% органических веществ с относительной молекулярной массой 300 и выше, более 99% различных частиц, включая бактерии, и 95% SiO2.

Крупнейшей областью применения обратноосмотических мембран в быту остаётся очистка питательной воды для крупных котлов, за которой следуют различные рынки промышленной чистой и питьевой воды. Мембраны также нашли широкое применение в электронной, полупроводниковой, фармацевтической, медицинской, пищевой, алкогольной, химической, металлургической и текстильной промышленности, а также в производстве систем защиты окружающей среды. В будущем они могут применяться для очистки сточных вод для охлаждения электростанций, опреснения морской воды в крупных масштабах, опреснения солоноватой воды и очистки муниципальных и промышленных сточных вод.

Применение обратноосмотической мембраны при очистке сточных вод

1Применение при очистке сточных вод с высоким содержанием солей

(1) Очистка сточных вод с высокой минерализацией, представленных шахтными водами, характеризуется высокой минерализацией, особенно подземных вод, со средним содержанием солей более 1000 мг/л. Содержание органических компонентов взвесей, содержащих большое количество Ca2+Mg2+K+, Cl-, SO42-, HCO3 и HCO3-, составляет менее 1,5 мг/л. В районах горнодобывающей промышленности с острым дефицитом воды широкое распространение получило применение технологии обратного осмоса для глубокой очистки производственных и хозяйственно-питьевых вод.

Используя минеральную воду в качестве агента предварительной очистки, были применены флокуляция, осаждение и быстрая фильтрация для удаления большей части взвешенных частиц из воды, что привело к снижению мутности на входе обратного осмоса до менее 1 NTU. После обратного осмоса степень удаления мутности сточных вод приблизилась к 100%, а степень опреснения составила 96%.

(2) Очистка сточных вод металлургических предприятий

Сталелитейная промышленность, ресурсоёмкая, водоёмкая и сильно загрязняющая окружающую среду, занимает 14% от общего потребления воды в Китае. Сточные воды сталелитейной промышленности широко используются в металлургической промышленности. Состав сточных вод сложный, а их параметры сильно колеблются, особенно в высоких концентрациях Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, SO42-, F и SiO2. Отсутствие предварительного удаления экстрагентов с высоким содержанием металлов на обратноосмотической мембране может привести к серьёзному неорганическому загрязнению.

Для сточных вод сталелитейного завода, проходящих вторичную биохимическую очистку, сначала проводится аэрация в аэротенке для окисления Fe2+ до Fe3+. Одновременно добавляется NaClO для повышения окисляемости Fe2+ и бактерицидного действия. Для регулирования pH добавляется известковое молоко, после чего производится флокуляция с использованием полиакриламида (ПАМ) и полиакриламида (ПАУ). Для удаления органических веществ, остаточного хлора и ионов тяжелых металлов используются осаждение, быстрая фильтрация и адсорбция на активированном угле. После ультрафильтрационной очистки стоки обрабатываются восстановителем. Ингибиторы солеотложений и кислота поступают в систему обратного осмоса.

2. Применение при очистке трудноудаляемых органических сточных вод.

Сточные воды полиграфического и красильного производств, а также очистка нефтехимических сточных вод, полиграфического и красильного производств, помимо большого количества красителей, шламов, неорганических солей, кислот и щелочей, обладают такими характеристиками, как цветность до 4000 раз выше, большой объем воды, высокое содержание органических загрязнителей, разное качество воды, плохая биоразлагаемость и т. д. Глубокая очистка фильтрата свалок в основном происходит из-за осаждения свалок, а загрязняющие вещества в основном поступают из-за микробного разложения мусора и выщелачивания осадков. Качество воды сложное, а ХПК значительно выше, чем у городских сточных вод. Кроме того, фильтрат также содержит различные ионы металлов, такие как Fe2+, Cd2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+, и концентрацию Fe2+ во время процесса ферментации.

Хотя двухступенчатый процесс биохимической очистки A/O широко применяется для разложения органических веществ и денитрификации сточных вод свалок, качество сточных вод нестабильно. Поэтому, используя ультрафильтрационные мембраны и процесс A/O для формирования процесса MBR, основанного на механической фильтрации, удалось повысить степень удаления органических веществ из свалок.

Сточные воды после отделения ила через ультрафильтрационные мембраны поступают в систему нанофильтрации (НФ). НФ позволяет эффективно отделять органические вещества с молекулярной массой от 200 до 2000 мкм, а также может использоваться для отделения некоторых ценных органических веществ из воды, полученной в результате МБР. Были проведены исследования свойств ионов металлов и процесса очистки с использованием трёхслойной композитной мембраны МБР+НФ+ОО. Результаты показывают, что процесс работает эффективно, а качество сточных вод соответствует стандартам контроля загрязнения для полигонов твердых бытовых отходов.

В процессе эксплуатации, если сточные воды НФ соответствуют требованиям к сбросу, их можно сбрасывать напрямую. В противном случае их можно дополнительно очистить с помощью следующей системы обратного осмоса. Исследования процесса Ar/O-MBR+NF+RO для очистки фильтрата свалок показали, что добавление активированного угля в реактор A/O не только повышает эффективность удаления органических веществ и тяжёлых металлов, но и снижает загрязнение мембраны.

3. Применение в высококачественной переработке отходов

Китай также построил крупные заводы по переработке воды в Пекине, Тяньцзине, Хэбэе, Шаньдуне и других регионах. Несколько крупных станций по переработке воды используют технологию двойной мембраны «УФ(МФ)+ОО» для очистки двух видов городских сточных вод и получения сырой воды, производя высококачественную вторичную воду, которая частично используется для водоподготовки теплоэлектростанций, а частично – для полива рек и хозяйственно-бытовых нужд.

На местной очистной станции используется технология МБР в сочетании с обратным осмосом для очистки городских сточных вод, подлежащих повторному использованию. Содержание общего органического углерода (ООУ) в воде достигает

Чтобы в полной мере использовать преимущества технологии обратного осмоса, минимизировать загрязнение мембран и снизить затраты на очистку воды, наша компания разработала серию комбинированных процессов, адаптированных к характеристикам качества воды. Традиционные методы очистки воды, такие как коагуляция и осаждение, высококонцентрированная и высокоэффективная фильтрация, обычно применяются для удаления взвешенных частиц. Фильтры с NaClO, известковым молоком и марганцевым песком используются для снижения содержания обратного осмоса, солей марганца, кальция и кремния в системе аэрации и окисления саргассовых водорослей. Окисление O3 используется для очистки стойких органических веществ A/O. Для улавливания мелких взвешенных частиц и небольших органических молекул используются МБР, ультрафильтрация и нанофильтрация. Высоковалентные ионы комбинируются с двухмембранными системами УФ+ОО или МБР+ОО, или даже с тройной мембраной МБР+НО+ОО, обеспечивая стабильную работу системы и очистку стойких органических сточных вод методом обратного осмоса.

Рекомендации компании

Компания «HID Membrane» специализируется на технологии мембранного разделения и разработке мембранной продукции, предоставляя заказчикам профессиональные решения по разделению жидкостей, мембранному концентрированию и полные комплекты системного оборудования от производства мембран, прикладных исследований и разработок, проектного консалтинга, системной интеграции до комплексных технических услуг.

Бренд уже более 16 лет занимается технологиями очистки промышленных сточных вод и мембранными продуктами. Он стал первым в мире производителем мембран обратного осмоса в различных областях применения, накопил богатый опыт применения и получил множество патентов на изобретения и полезные модели в смежных областях, заполнив множество пробелов в отечественных и зарубежных технологиях, и пользуется высокой репутацией в отрасли.