Ultrafiltrasi bukan ubat penawar. 70%-80% sistem ultrafiltrasi tersumbat berpunca daripada prarawatan yang gagal. Banyak projek menganggap ultrafiltrasi sebagai "pilihan terakhir", memudahkan dan memotong sudut dalam prarawatan. Tidak kira sama ada gentian berongga, kepingan rata, tiub atau membran seramik digunakan, peningkatan perbezaan tekanan yang cepat, pembersihan kimia yang kerap dan jangka hayat membran yang dipendekkan dengan ketara akan berlaku.
Proses prarawatan ultraturasan arus perdana yang biasa termasuk: pemendapan pembekuan, penapisan berbilang-media, penapisan karbon diaktifkan, penapis cakera,-penapis pembersihan sendiri, pra-penapisan ultra ultra, ozon-karbon teraktif biologi dan prarawatan pelembut. Gabungan prarawatan sangat berbeza-beza bergantung pada kualiti air influen (air lombong, tailing kimia arang batu, efluen sekunder perbandaran, air permukaan).
I. Perbandingan Terperinci Proses Prarawatan
1. Pemendapan-Pembekuan (Penjelasan Pembekuan)
Prinsip Proses: Menambah PAC/PAM menyebabkan pemberbukuan koloid, pepejal terampai, beberapa fosforus dan molekul organik yang besar, mencapai-pemisahan cecair pepejal melalui pemendapan.
Kelebihan: Penyingkiran pepejal terampai, koloid dan kekeruhan yang sangat baik; menghilangkan beberapa bahan organik hidrofobik; operasi matang, sesuai untuk projek berskala besar-; pelaburan yang agak terkawal.
Kelemahan: Keperluan tinggi untuk kawalan dos reagen; reagen yang berlebihan boleh memasukkan garam aluminium sisa dan flokulan polimer, secara langsung menyebabkan penyumbatan tidak dapat dipulihkan sistem ultraturasan; pelepasan enapcemar yang besar; jejak besar; kesan pemberbukuan merosot dalam-persekitaran suhu rendah.
Keserasian pengaruh biasa: Air permukaan, air lombong,-air sisa industri dengan kekeruhan tinggi.
Padanan dengan ultraturasan: Langkah pra-yang paling biasa digunakan untuk ultraturasan gentian berongga tekanan luaran; penambahan PAM yang berlebihan adalah dilarang sama sekali, kerana sisa PAM adalah pembunuh untuk ultrafiltrasi.
Titik Reka Bentuk & Operasi: Kawal kekeruhan efluen Kurang daripada atau sama dengan 5 NTU; mengawal dos PAM dengan ketat, meminimumkan penggunaan PAM anionik; memanjangkan masa pemberbukuan dengan sewajarnya pada musim sejuk pada suhu rendah.
2. Penapisan Multi-media (Pasir Kuarza + Antrasit)
Prinsip Proses: Penapisan tekanan graviti, bergantung pada lapisan media penapis untuk memerangkap pepejal terampai dan koloid halus.
Kelebihan: Mengeluarkan zarah halus yang tinggal selepas pemendapan; operasi yang stabil; biasa kepada kakitangan penyelenggaraan; sesuai untuk isipadu air yang besar; boleh dicuci belakang dan dijana semula.
Kelemahan: Rintangan yang lemah terhadap beban kejutan; turun naik yang besar dalam kekeruhan influen, terdedah kepada larian media; kerak media, dan zarah pasir halus memasuki sistem ultrafiltrasi selepas bercak, menggaru gentian membran; kapasiti penyingkiran hampir sifar untuk bahan organik terlarut.
Keserasian influen biasa: Efluen selepas pembekuan dan pemendapan; air lombong, air tebus guna perbandaran.
Keserasian ultrafiltrasi: Pra-unit penapis untuk tekanan-jenis penapisan ultra tekanan luaran; tidak boleh digunakan sebagai prarawatan tunggal untuk ultrafiltrasi.
Pertimbangan Reka Bentuk & Penyelenggaraan: Periksa media penapis secara kerap untuk mengelakkan larian; memastikan keamatan cucian belakang yang munasabah; segera menyiasat sebarang peningkatan mendadak dalam kekeruhan efluen untuk mengelakkan pasir daripada memasuki perumahan membran ultrafiltrasi.
3. Penapisan Karbon Teraktif (Granular Activated Carbon GAC)
Prinsip Proses: Penjerapan menghilangkan beberapa asid humik, warna, dan beberapa bahan organik hidrofobik.
Kelebihan: Mengurangkan beban organik, mengurangkan kekotoran organik sistem ultraturasan; menyingkirkan beberapa sisa klorin.
Kelemahan: Tidak boleh mengeluarkan pepejal terampai; terdedah kepada pertumbuhan mikrob pada peringkat akhir operasi, dengan efluen membawa sejumlah besar bakteria dan serpihan biologi, menyebabkan biofouling teruk dalam sistem ultrafiltrasi; karbon teraktif memerlukan penjanaan semula atau penggantian biasa; pengaruh berminyak dengan mudah boleh menyebabkan kemerosotan karbon teraktif dan kerak.
Keserasian pengaruh biasa: Air permukaan, beberapa air sisa kimia, air dengan kandungan organik yang tinggi.
Penggunaan dengan ultraturasan: Ultrafiltrasi tekanan luaran boleh dipertingkatkan dengan prarawatan; tidak disyorkan untuk minyak tinggi atau air sisa SS tinggi.
Pertimbangan reka bentuk dan penyelenggaraan: Cuci belakang biasa; mengawal masa sentuhan katil kosong; berwaspada terhadap wabak mikrob dalam tangki karbon teraktif; menggantikan karbon teraktif dengan segera apabila ia menjadi tidak berkesan.
4. Penapis{1}}pembersihan sendiri
Prinsip proses: Skrin penapis logam, penapisan berus/sedutan automatik dalam talian, umumnya dengan ketepatan 50-200μm.
Kelebihan: Operasi berterusan automatik sepenuhnya; jejak kecil; tidak perlu menggantikan media penapis; sesuai untuk kadar aliran tinggi; beban kerja penyelenggaraan yang rendah.
Kelemahan: Hanya memintas kekotoran zarah besar, tidak berkesan sepenuhnya terhadap koloid dan pepejal terampai halus; tidak boleh mengurangkan kekeruhan; skrin penapis yang rosak membolehkan kekotoran terus memasuki proses hiliran.
Keserasian air masuk biasa: Melindungi peralatan hiliran; pra-penapisan untuk tujuan keselamatan.
Memadankan dengan ultrafiltrasi: Hanya untuk perlindungan, bukan sebagai pra{0}}rawatan utama untuk ultrafiltrasi; biasanya diletakkan selepas penapis-berbilang media dan sebelum penapis keselamatan ultrafiltrasi.
Titik reka bentuk dan penyelenggaraan: Benarkan margin aliran semasa memilih model; kerap menyemak skrin penapis untuk integriti.
5. Penapis Cakera (Penapis Cakera Bertindan)
Prinsip proses: Penapisan mampatan cakera plastik, ketepatan 5-100μm, basuh balik automatik.
Kelebihan: Ketepatan penapisan yang lebih tinggi daripada penapis pembersihan-sendiri biasa; mencuci belakang cepat; jejak kecil; tahap automasi yang tinggi.
Kelemahan: Tidak berkesan terhadap koloid dan bahan organik terlarut; air berminyak dengan mudah boleh menyebabkan lekatan cakera dan tersumbat; kerap membasuh belakang dalam keadaan SS tinggi.
Keserasian air masuk biasa: Air tebus guna, air lombong, selepas-penapisan pra pemendapan.
Padanan dengan ultrafiltrasi: Selalunya digunakan sebagai pra-penapis dalam sistem ultrafiltrasi tekanan luaran, menggantikan beberapa-penapis berbilang media; tidak boleh digunakan secara bersendirian untuk air masuk kekeruhan tinggi.
Pertimbangan Reka Bentuk dan Penyelenggaraan: Gunakan dengan berhati-hati untuk air sisa berminyak; kerap buka dan periksa lekatan cakera penapis.
6. Penapis Keselamatan (Penapisan Mikro, elemen penapis 5-10μm)
Prinsip Proses: Elemen penapis memintas zarah keras dan serpihan media penapis yang bocor, melindungi elemen membran ultraturasan.
Kelebihan: Memintas pasir dan kekotoran keras yang dibawa oleh media bocor, melindungi gentian membran daripada calar fizikal.
Kelemahan: Tidak merawat koloid atau bahan organik; elemen penapis adalah bahan habis pakai; elemen penapis mesti diganti apabila tekanan pembezaan meningkat; elemen penapis yang rosak secara langsung akan membenarkan kekotoran memasuki sistem ultraturasan.
Keserasian Air Masuk Biasa: Penting untuk semua sistem ultraturasan jenis tekanan-.
Keserasian Ultrafiltrasi: Diperlukan untuk-jenis sistem ultraturasan tekanan luaran dan dalaman; umumnya tidak diperlukan untuk MBR terendam, sistem tiub dan membran seramik.
Pertimbangan Reka Bentuk & Penyelenggaraan: Tetapkan penggera tekanan berbeza; melarang keras operasi apabila tekanan pembezaan melebihi had; jangan sekali-kali menggunakan elemen penapis yang rosak atau substandard.
7. Ozon-Karbon Teraktif Biologi (O₃-BAC)
Prinsip Proses: Ozon mengoksidakan molekul organik yang besar, diikuti dengan degradasi beberapa bahan organik oleh karbon teraktif biologi.
Kelebihan: Mengurangkan dengan ketara bahan organik yang mempengaruhi, dengan ketara mengurangkan kotoran organik dan biologi membran ultraturasan; menghilangkan warna.
Kelemahan: Pelaburan yang tinggi; penggunaan bahan kimia yang tinggi semasa operasi; dos ozon yang berlebihan boleh merosakkan membran ultrafiltrasi organik PVDF; kawalan proses yang kompleks; keperluan tinggi untuk operasi dan pengurusan.
Keserasian Air Berpengaruh Biasa: Air permukaan, air tebus guna perbandaran dengan kandungan bahan organik yang tinggi.
Keserasian Ultrafiltration: Prarawatan mendalam ultrafiltrasi tekanan luaran; ozon sisa mesti dikawal, kerana sisa ozon yang memasuki membran akan mengoksidakan gentian membran PVDF.
Pertimbangan Reka Bentuk & Penyelenggaraan: Penyahgasan yang mencukupi perlu dilaksanakan selepas rawatan ozon untuk memastikan tiada sisa ozon memasuki sistem ultraturasan.
8. Prarawatan Melembutkan (Resin/Kapur-Pelembutan Natrium Karbonat)
Prinsip Proses: Mengeluarkan kekerasan kalsium dan magnesium dan silikon, mengurangkan kecenderungan penskalaan.
Kelebihan: Mengurangkan penskalaan tak organik pada permukaan membran ultraturasan sambil melindungi sistem RO seterusnya.
Kelemahan: Sistem yang kompleks; penggunaan reagen yang tinggi; resin memerlukan penjanaan semula; peningkatan kemasinan dalam meresap.
Keserasian pengaruh biasa: Air lombong-kekerasan tinggi, air tebus guna industri-tinggi.
Padanan dengan ultrafiltrasi: Prarawatan boleh dipilih di hulu ultrafiltrasi, kebanyakannya digunakan untuk-air berkesadahan tinggi; bukan konfigurasi sejagat.
II. Gabungan prarawatan yang disyorkan untuk sumber air mentah yang berbeza
1. Efluen biologi sekunder perbandaran (air tebus guna)
Disyorkan: Pemendapan pembekuan → Penapisan berbilang-media → Penapis keselamatan → Penapisan ultra tekanan luaran
Titik kawalan utama: Pepejal terampai dan mikroorganisma dalam efluen biologi; PAM yang berlebihan adalah dilarang sama sekali.
2. Air lombong (pepejal terampai tinggi, kekerasan tinggi)
Disyorkan: Penjelasan koagulasi → Penapisan berbilang-media → Penapis cakera → Penapis keselamatan → Penapisan ultra tekanan luaran
Titik pencegahan dan kawalan utama: Penapis kebocoran media ke dalam perumahan membran; unit pelembut boleh ditambah untuk kekerasan yang tinggi.
3. Air Permukaan (Air Takungan, Tinggi Asid Humic dan Bahan Organik)
Disyorkan: Pembekuan dan Pemendapan → Multi-media → Penapisan Karbon Diaktifkan → Penapis Keselamatan → Penapisan Ultra Tekanan Luaran; Untuk kandungan bahan organik yang sangat tinggi, ozon-BAC boleh ditambah.
4. Minyak Tinggi dan Air Sisa Pepejal Tinggi (Penapisan Ultra Paip/T-MBR)
Disyorkan: Pengasingan Minyak-Pengapungan → Pembekuan dan Pemendapan → Ultrafiltrasi Saluran Paip; Membran saluran paip sangat tahan terhadap kekotoran dan boleh menghapuskan keperluan untuk-penapisan halus berbilang peringkat, tetapi pengasingan dan pengapungan minyak adalah penting.
5. Air Sisa Perbandaran Terus Memasuki MBR Terendam
Tangki rawatan biologi MBR itu sendiri adalah proses prarawatan, dengan bahagian hadapan terutamanya terdiri daripada skrin dan tangki pemendapan primer; penapisan pasir dan karbon teraktif tidak diperlukan.
III. Salah Tanggapan Yang Sering Digunakan Semasa Pelaksanaan Projek
1. Menganggap penapis-pembersih sendiri dan penapis cakera sebagai satu-satunya prarawatan untuk ultraturasan, tanpa pembekuan dan pemendapan atau berbilang-media, membenarkan koloid masuk terus ke dalam membran, mengakibatkan lonjakan perbezaan tekanan.
2. Penambahan PAM yang berlebihan pada sistem pembekuan mungkin tidak dapat dilihat dengan mata kasar, tetapi ia menyebabkan kekotoran organik tidak dapat dipulihkan pada membran ultrafiltrasi, dan perbezaan tekanan awal tidak dapat dipulihkan tidak kira berapa banyak pembersihan kimia dilakukan.
3. Pengikisan dan kebocoran media penapis berbilang media membenarkan zarah pasir memasuki perumahan membran dan merosakkan gentian membran, mengakibatkan SDI tidak normal dalam resapan.
4. Kekurangan jangka panjang-pencuci belakang tangki karbon teraktif membawa kepada pertumbuhan sejumlah besar mikroorganisma, menyebabkan biokotoran berterusan membran ultraturasan.
5. Dalam proses ozon-BAC, sisa ozon tidak dikeluarkan sepenuhnya, mengoksidakan membran PVDF dan melemahkan kekuatan gentian membran.
6. Menambah penapis pasir dan karbon teraktif pada sistem MBR adalah pelaburan yang tidak perlu dan meningkatkan risiko tersumbat.
Matlamat prarawatan bukan untuk merawat air untuk memenuhi piawaian influen ultrafiltrasi, tetapi untuk secara konsisten dan stabil memenuhinya. Pematuhan sekali-sekala tidak bermakna; nilai prarawatan terletak pada keupayaannya untuk menahan turun naik kualiti air. Ultrafiltrasi boleh bertolak ansur dengan sejumlah bahan cemar, tetapi ia tidak dapat menahan kegagalan prarawatan berkala.
Prarawatan ialah barisan pertahanan pertama dalam sistem ultraturasan. Membran ultraturasan yang berbeza mempunyai tahap daya tahan yang berbeza-beza: membran tiub dan seramik adalah yang paling tahan terhadap kejutan; membran gentian berongga bertekanan luaran adalah seterusnya; dan membran gentian berongga bertekanan dalaman adalah yang paling terdedah.
Apabila memilih membran, anda harus terlebih dahulu menentukan kombinasi prarawatan berdasarkan kualiti air mentah, dan kemudian memilih konfigurasi membran ultraturasan, bukannya hanya memilih membran ultraturasan dan kemudian menambah sistem prarawatan.