Bahan dan Kaedah
1.1 Menguji sumber air
Air mentah untuk ujian ini diambil dari loji air besar di kawasan bandar tengah Delta Sungai Yangtze. Air mentah dari takungan Q Sungai Yangtze digunakan sebagai sumber air harian, dan takungan J lembangan Tasik Tasik Taihu digunakan sebagai sumber air kecemasan. Tempoh percubaan mempunyai jangka masa yang panjang, dengan suhu air musim sejuk 8-9 darjah dan suhu air musim panas 30-33 darjah . Kualiti air mentah harian ialah air Kelas II-III, dan sumber air kecemasan adalah keseluruhan Kelas III, dengan beberapa penunjuk ialah Kelas IV. Air mentah yang digunakan dalam eksperimen ini adalah air mentah Sungai Yangtze masa nyata.
1.2 Radas eksperimen dan parameter operasi
(1) Loji perintis. Pemasangan keseluruhan loji perintis terutamanya termasuk tangki tindak balas pemberbukuan, tangki membran gandingan membran seramik rata ozon, tangki pengeluaran air yang juga berfungsi sebagai tangki air cucian belakang, bilik kawalan peralatan, bilik dos, injap saluran paip sistem, dan sistem kawalan automatik. Sistem ini meliputi kawasan seluas 8 m ², adalah 4.7 m tinggi, dan mempunyai kapasiti pemprosesan kira-kira 60 m ³/d. Komponen utama dalam tangki membran ialah pengudara ozon, modul membran seramik rata, dan penderia paras cecair; Bilik peralatan termasuk peranti seperti penjana ozon, pam air, pam masuk, pam cuci belakang, meter aliran, peniup dan penderia tekanan; Bilik dos termasuk pam dos koagulan dan tangki dos, pam dos natrium hipoklorit dan tangki dos, pam dos asid sitrik dan tangki dos; Sistem injap saluran paip termasuk paip air mentah, paip air pengeluaran, paip backwash, paip kumbahan, paip limpahan, dll; Sistem kawalan diri dipaparkan dan dikendalikan menggunakan skrin sentuh, direka menggunakan perisian konfigurasi, dan dikawal menggunakan pengawal logik boleh atur cara. Parameter operasi boleh dilaraskan dan data boleh dieksport pada panel.
(2) Proses berjalan. Air mentah dipam ke dalam sistem, dan koagulan dengan cepat dan teliti dicampur dengan air mentah di bawah tindakan pengadun sebelum memasuki tangki tindak balas pemberbukuan. Kemudian, ia memasuki tangki tindak balas gandingan membran seramik plat ozon dari bahagian bawah tangki membran, dan kepekatan ozon dalam tangki dikekalkan melalui pengudaraan berterusan. Sistem ini menggunakan mod operasi terputus-putus, yang termasuk menapis air yang dihasilkan, membasuh balik air-udara, dan menapis air yang dihasilkan, dengan pelepasan harian. Air yang ditapis menggunakan penapisan aliran malar, dan pengawal logik boleh atur cara dan injap kawal selia secara automatik melaraskan pembukaan injap mengikut kadar aliran air yang ditetapkan untuk mengekalkan kadar aliran air yang tetap. Pam air pengeluaran menapis air dalam tangki membran ke tangki air pengeluaran. Tangki air pengeluaran dilengkapi dengan paip limpahan, dan air berlebihan dilepaskan melalui limpahan untuk mengekalkan paras cecair tangki air pengeluaran dan memastikan bekalan air cucian belakang.
(3) Parameter membran. Modul membran seramik rata mempunyai dimensi luaran 310 mm × 650 mm × 2450 mm. Ia adalah membran yang dihasilkan dalam negara dengan lapisan filem alfa alumina sfera sub mikron dan lapisan sokongan dengan saiz zarah serbuk 5 μ m. Modul membran terdiri daripada 8 lapisan, dengan lapisan bawah terdiri daripada lapisan ozon dan pengudaraan berlubang, dan 7 lapisan atas terdiri daripada lapisan membran. Jumlah luas membran berkesan ialah 24 m², dan ketumpatan pengisian membran seramik ialah 88.8 m²/m ³, yang lebih tinggi daripada ketumpatan pengisian projek membran seramik air pertanian dan minuman semasa (<80 m ²/m ³). Each membrane element has a size of 540 mm × 250 mm × 6 mm, a membrane pore size of 0.08~0.12 μ m, a pure water flux of ≥ 1600 L/(m ² · h · bar), a membrane thickness of 20~30 μ m, and a flexural strength of ≥ 40 MPa.
(4) Keadaan pemberbukuan. Tangki pemberbukuan dalam eksperimen ini menyokong dua keadaan kerja: "pemberbukuan" dan "pemberbukuan mikro".
Pemberbukuan: Aluminium sulfat 20 mg/L, masa pemberbukuan 30 min, ditambah pada peringkat pertama tangki pemberbukuan; Pemberbukuan mikro: Aluminium sulfat 7.5 mg/L, masa pemberbukuan 15 min, ditambah ke peringkat kedua tangki pemberbukuan.
(5) Penjana ozon. Eksperimen boleh mengawal penambahan ozon dengan membuka dan menutup peranti ozon. Menggunakan sumber udara, kadar aliran pengambilan dikawal pada 12-15 L/min, pengeluaran ozon ialah 6 g/j, dan kuasa keseluruhan mesin ialah 180 W.
(6) Pembersihan dan pemulihan membran. Pencuci belakang sistem membran seramik mengamalkan pencucian balik air-air, yang bermaksud bahawa membran dipam oleh pam air basuh belakang dari tangki pengeluaran air melalui saluran paip pengeluaran air dan disuntik semula ke dalam membran. Air meresap keluar dari permukaan membran, menyiram kotoran pada permukaan membran. Gas disediakan oleh kipas dan buih dihembus keluar melalui tiub pengudaraan berlubang untuk menyiram permukaan membran. Kadar aliran yang direka untuk mencuci air ialah 300 LHM, dan kadar aliran yang direka bentuk untuk mencuci udara ialah 90 m ³/(m ² · h), dengan tempoh 30 saat dan mencuci belakang setiap 30 minit.
Untuk mengekalkan operasi stabil jangka panjang membran seramik, pembersihan penyelenggaraan kimia digunakan apabila perbezaan tekanan transmembran meningkat kepada 35 kPa dan kitaran ujian tamat. Apabila masa ujian berterusan adalah panjang (Bahagian 2.1, 2.3, 2.4), rendam dalam 1000 mg/L natrium hipoklorit selama 24 jam (jika perlu, bilas dengan teliti dan kemudian rendam dalam 1000 mg/L asid sitrik selama 24 jam), bilas dengan teliti , dan ketepikan untuk kitaran ujian seterusnya; Apabila masa ujian berterusan adalah dalam masa 1 hari (Bab 2.2), rendam dalam 500 mg/L natrium hipoklorit selama 2 jam, bilas bersih, dan ketepikan untuk kitaran ujian seterusnya. Penunjuk untuk menilai kebersihan pembersihan membran seramik ialah perbezaan tekanan transmembran awal tidak melebihi 15 kPa.
Keputusan dan Perbincangan
2.1 Operasi stabil bagi pemprosesan tinggi dan proses pendek
Ujian kitaran ini dijalankan pada musim panas, dengan air mentah Sungai Yangtze dan suhu air tangki membran antara 30.8 hingga 31.6 darjah . Fluks pengeluaran air membran ialah 100 LHM, dan dos berkesan koagulan ialah 7.5 mg/L. Proses penapisan membran pemberbukuan mikro diterima pakai, dan basuh balik air-udara dilakukan setiap 30 minit. Kekeruhan salur masuk tangki membran ialah 8.94~13.53 NTU, dan kekeruhan efluen kurang daripada 0.05 NTU. Perbezaan tekanan transmembran awal ialah 13.02 kPa. Pada hari ke-6 eksperimen, perbezaan tekanan transmembran meningkat kepada 28.66 kPa, dan ujian kitaran berakhir. Semasa eksperimen, perbezaan tekanan transmembran menunjukkan arah aliran menaik yang linear dan seragam dengan masa berjalan.
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa membran seramik rata mengamalkan proses penulenan air pemberbukuan mikro + membran seramik untuk air mentah Sungai Yangtze, dengan kestabilan operasi yang baik. Ia boleh beroperasi sekurang-kurangnya 6 hari tanpa pembersihan penyelenggaraan kimia pada daya pemprosesan tinggi 100 LHM, dan perbezaan tekanan transmembran hanya meningkat sebanyak 15.64 kPa, yang boleh dilaksanakan untuk kejuruteraan.
Kadar pengeluaran air semasa ujian kitaran di atas mencapai 94.6% hingga 97.5%, dan kestabilan efluen adalah baik.
2.2 Kesan keadaan pemberbukuan pada perbezaan tekanan transmembran
Ujian kitaran ini dijalankan pada musim sejuk, dengan suhu air kolam membran 8-9 darjah . Percubaan ini membandingkan penapisan membran pemberbukuan dan penapisan membran pemberbukuan mikro untuk mencari fluks kritikal, dan mengulangi tiga pusingan secara berterusan. Di bawah dua proses berbeza, lima parameter fluks 60, 70, 80, 90, dan 100 LHM telah dipilih untuk eksperimen. Fluks ujian pertama ialah 60 LHM, dan basuh balik air-udara dilakukan setiap 30 minit, dan fluks meningkat satu tahap sehingga mencapai 100 LHM. Perbezaan tekanan transmembran direkodkan dengan sewajarnya.
Keputusan menunjukkan bahawa perbezaan tekanan transmembran meningkat dengan peningkatan fluks membran, yang mematuhi undang-undang operasi fouling membran. Tiada titik infleksi fluks yang jelas dalam julat fluks eksperimen 60-100 LHM, tetapi peningkatan dalam perbezaan tekanan transmembran adalah yang terbesar apabila fluks meningkat daripada 60 LHM kepada 70 LHM. Kumpulan eksperimen dengan fluks 60 dan 70 LHM menunjukkan perbezaan tekanan transmembran masing-masing 18.77~24.34 kPa dan 21.63~32.06 kPa, selepas setengah jam penapisan membran di bawah keadaan "pemberbukuan mikro". Selepas 30 minit penapisan membran di bawah keadaan "flokulasi", perbezaan tekanan transmembran adalah 14.2~18.61 kPa dan 18.49~25.20 kPa, masing-masing. Ia boleh dilihat bahawa apabila fluks membran di bawah 80 LHM, memanjangkan masa pemberbukuan adalah bermanfaat untuk mengurangkan perbezaan tekanan transmembran operasi, dengan pengurangan purata kira-kira 5 kPa.
Apabila fluks membran lebih tinggi daripada 80 LHM, memanjangkan masa pemberbukuan mempunyai keupayaan terhad untuk memperbaiki perbezaan tekanan transmembran. Perbezaan tekanan transmembran selepas penapisan membran selama setengah jam di bawah keadaan "pemberbukuan mikro" dan "pemberbukuan" dengan fluks 100 LHM ialah 27.63-28.91 kPa dan 26.77-28.49 kPa, masing-masing, yang merupakan nilai yang sangat rapat. Apabila fluks membran adalah rendah, kesan pelepasan lapisan kek penapis pada kekotoran membran adalah ketara. Apabila fluks membran adalah tinggi, meningkatkan dos koagulan dan memanjangkan masa pemberbukuan mempunyai sedikit kesan ke atas kawalan kekotoran membran. Terdapat spekulasi bahawa kedua-dua pemberbukuan mikro dan pemberbukuan boleh membentuk lapisan kek penapis yang longgar untuk mengurangkan penyumbatan membran. Penyelidikan Guo Jianning menunjukkan bahawa hanya bunga tawas kecil yang perlu dibentuk untuk dipintas oleh membran seramik. Oleh itu, pada daya pemprosesan tinggi sebanyak 80-100 LHM, proses pendek penapisan membran pemberbukuan mikro telah diterima pakai sebagai aliran proses yang dioptimumkan untuk eksperimen ini, untuk mengurangkan dos koagulan secara munasabah dan memendekkan masa pemberbukuan, memberikan rujukan pengalaman untuk aplikasi kejuruteraan.
2.3 Kesan prarawatan natrium hipoklorit ke atas teknologi operasi proses pendek
Ujian kitaran ini dijalankan pada musim panas, dengan suhu air kolam membran 31.5-34.3 darjah . Fluks pengeluaran air ialah 100 LHM, dan dos prarawatan natrium hipoklorit ialah 0.5 mg/L. Proses penapisan membran pemberbukuan mikro natrium hipoklorit diterima pakai, dan basuh balik air-udara dilakukan setiap 30 minit. Kekeruhan salur masuk tangki membran ialah 12.3-15.74 NTU, dan kekeruhan efluen kurang daripada 0.05 NTU. Perbezaan tekanan transmembran awal ialah 11.14 kPa, dan ujian berlangsung sehingga hari ke-4.6 (kira-kira 110 jam), apabila perbezaan tekanan transmembran meningkat kepada 33.54 kPa, dan ujian kitaran berakhir.
Keputusan percubaan menunjukkan bahawa pra-rawatan dengan 0.5 mg/L natrium hipoklorit, berbanding tanpa pra-rawatan, hanya menggunakan proses penapisan membran pemberbukuan mikro sebenarnya memendekkan kitaran pembersihan membran. Daripada pemerhatian di tapak ujian, didapati permukaan membran kelihatan kuning coklat selepas dicuci belakang, flok terasa melekit, dan air pekat berwarna hitam. Adalah spekulasi bahawa floc melekit adalah pencemaran lapisan gel. Mungkin natrium hipoklorit lebih suka bergabung dengan organik hidrofilik, yang mengurangkan kestabilan dalam air, menjejaskan gabungan koagulan dan koloid, makromolekul hidrofobik dengan elektrik negatif, dan zarah untuk membentuk flok longgar, yang meningkatkan lekatan flok pada permukaan membran. , menjejaskan kesan cucian belakang, dan memendekkan kitaran pembersihan penyelenggaraan. Pada masa yang sama, tidak dapat dinafikan bahawa natrium hipoklorit mempunyai kesan membunuh alga dan menyebabkan kerosakan sel dalam air mentah. Polisakarida, protein, asid humik dan bahan lain dilepaskan dan melekat pada membran, yang boleh memburukkan lagi pencemaran membran. Walau bagaimanapun, disebabkan kekurangan penerokaan lanjut mengenai fenomena ini dalam eksperimen ini, adalah mustahil untuk membuat spekulasi dengan tepat puncanya. Berdasarkan keputusan percubaan sedia ada semata-mata, berhati-hati harus dilakukan apabila menggunakan natrium hipoklorit sebagai kaedah pra-rawatan untuk membran seramik apabila menggunakan teknologi proses pendek.
Foto di tapak sebelum dan selepas prarawatan natrium hipoklorit
2.4 Kesan turun naik dalam kekeruhan air mentah terhadap operasi stabil membran
2.4.1 "Pemberbukuan mikro + penapisan membran" rawatan air mentah harian (Takungan Q Sungai Yangtze)
Percubaan kitaran ini dijalankan pada musim sejuk, dengan fluks pengeluaran air sebanyak 100 LHM, menggunakan proses penapisan membran pemberbukuan mikro dan menjalankan pencucian balik air-udara setiap 30 minit. Selepas setiap kitaran selesai, pembersihan penyelenggaraan kimia dijalankan untuk meneruskan ke pusingan seterusnya. Tiga pusingan ujian berturut-turut dijalankan. Semasa tiga pusingan ujian, suhu air mentah kekal secara relatif stabil pada (8.0 ± 1.2) darjah; pH adalah sangat stabil, pada 8.53 ± 0.23; Walau bagaimanapun, kekeruhan air mentah sangat berubah-ubah: dalam pusingan pertama eksperimen, kekeruhan air mentah ialah (48.7 ± 3.9) NTU; Kekeruhan air mentah dalam pusingan kedua eksperimen ialah (14.47 ± 8) NTU; Kekeruhan air mentah dalam 5 hari pertama percubaan pusingan ketiga ialah (5.85 ± 1.43) NTU, dan dalam dua hari berikutnya, kekeruhan tiba-tiba meningkat kepada lebih 30 NTU. Kekeruhan air yang dihasilkan dalam tiga pusingan ujian adalah kurang daripada 0.05 NTU. Perbezaan tekanan transmembran awal untuk ujian pusingan pertama, kedua dan ketiga ialah 10.64, 11.07, dan 10.37 kPa, masing-masing. Ujian telah dijalankan sehingga hari ke-5, ke-5, dan ke-7, dan perbezaan tekanan transmembran meningkat kepada sekitar 35 kPa, menandakan berakhirnya ujian kitaran.
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa walaupun kekeruhan air mentah sangat berbeza, operasi membran seramik rata adalah agak stabil, dan ia boleh berjalan secara berterusan selama 5-7 hari tanpa pembersihan penyelenggaraan kimia pada fluks 100 LHM. Dalam percubaan pusingan ketiga, kekeruhan air mentah adalah yang paling rendah, cerun peningkatan perbezaan tekanan transmembran adalah yang paling kecil, dan ia boleh berjalan secara berterusan selama 7 hari, menunjukkan bahawa kekeruhan air mentah yang rendah adalah bermanfaat untuk memanjangkan. kitaran penapisan membran dan selaras dengan undang-undang pencemaran membran.
2.4.2 Rawatan air mentah kecemasan dengan penapisan membran ozon pemberbukuan mikro (takungan J di lembangan Tasik Taihu)
Ujian kitaran ini dijalankan pada musim luruh dan musim sejuk, bertepatan dengan suis kecemasan air mentah. Berbanding dengan air mentah Q, kekeruhan dan bahan organik air mentah takungan J adalah lebih tinggi. Teknologi ozon telah ditambah kepada ujian kitaran ini. Fluks pengeluaran air ialah 100 LHM, dan kepekatan ozon yang ditambah ialah 0.5 mg/L. Proses penapisan membran ozon pemberbukuan mikro diguna pakai dan cucian balik udara-air dilakukan setiap 3{19}} minit. Selepas setiap kitaran selesai, pembersihan penyelenggaraan kimia dijalankan untuk meneruskan ke pusingan seterusnya. Tiga pusingan ujian berturut-turut dijalankan. Semasa tiga pusingan ujian, terdapat perbezaan ketara dalam suhu air air mentah. Pusingan pertama mempunyai suhu air (18.75 ± 1.05) darjah , pusingan kedua mempunyai suhu air (11.05 ± 0.25) darjah dan pusingan ketiga mempunyai suhu air (8.05 ± 0.45 ) darjah (peningkatan mendadak dalam suhu air pada hari terakhir tidak disertakan); pH adalah sangat stabil pada (8.20 ± 0.14); Kekeruhan air mentah sangat berubah-ubah: pada pusingan pertama ujian, kekeruhan air mentah ialah (82.2 ± 8.8) NTU; Kekeruhan air mentah dalam pusingan kedua eksperimen ialah (119.35 ± 10.65) NTU; Kekeruhan air mentah dalam pusingan ketiga eksperimen ialah (119.35 ± 10.65) NTU. Kekeruhan air yang dihasilkan dalam tiga pusingan ujian adalah kurang daripada 0.05 NTU. Perbezaan tekanan transmembran awal untuk ujian pusingan pertama, kedua dan ketiga ialah 4.5, 10.08, dan 12.88 kPa, masing-masing. Ujian telah dijalankan sehingga hari ke-7, ke-6, dan ke-7, dan perbezaan tekanan transmembran meningkat kepada sekitar 35 kPa, menandakan berakhirnya ujian kitaran.
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa walaupun kekeruhan air mentah sangat berbeza, proses ozon berganding membran seramik rata boleh beroperasi secara berterusan selama 6-7 hari tanpa pembersihan penyelenggaraan kimia pada fluks 100 LHM, dengan kestabilan operasi yang baik. Di samping itu, dalam eksperimen kitaran ini, kekeruhan air mentah adalah jauh lebih tinggi daripada air mentah harian di bahagian 2.4.1, tetapi kitaran operasi berterusan tidak terjejas, menunjukkan bahawa proses membran seramik boleh menyesuaikan diri dengan kekeruhan yang tinggi. syarat. Disebabkan tempoh tetingkap yang singkat untuk menukar air mentah, air mentah kecemasan bukanlah perkara biasa, dan eksperimen seterusnya tidak dapat memperoleh air mentah kecemasan untuk penyelidikan lanjut. Hasil penyelidikan Wang Hao dan lain-lain menunjukkan bahawa ozon mengubah sifat bahan organik dalam air, mengurangkan pembentukan lapisan gel dan penjerapannya pada permukaan membran. Ozon juga kondusif kepada pengoksidaan sentuhan bahan organik yang terserap pada permukaan membran, menjadikannya nyahserap, dan mempunyai kesan yang baik untuk mengurangkan pencemaran membran.
2.5 Penyelidikan tentang Keberkesanan Kualiti Air
Menggunakan proses penulenan air penapisan membran flok mikro pada fluks 100 LHM, membran seramik boleh mengawal kekeruhan di bawah {{10}}.0 5 NTU, dan kekeruhan air yang dihasilkan adalah stabil dan memenuhi keperluan standard kebangsaan baharu kurang daripada 1.0 NTU; Kadar penyingkiran CODMn ialah 49.9%, dan CODMn yang stabil dalam air yang dihasilkan memenuhi keperluan standard kebangsaan baharu kurang daripada 3 mg/L; Kadar penyingkiran ion besi ialah 94.8%, dan kestabilan ion besi dalam air yang dihasilkan memenuhi keperluan standard kebangsaan baharu kurang daripada {{20}}.3 mg/L; Kadar penyingkiran ion aluminium ialah 89.8%, dan kestabilan ion aluminium dalam air yang dihasilkan memenuhi keperluan standard kebangsaan baharu kurang daripada 0.2 mg/L; Kandungan ion mangan dalam air mentah adalah agak rendah, dan ia memenuhi keperluan standard kebangsaan baharu yang kurang daripada 0.1 mg/L. Proses membran seramik dapat mengurangkan lagi kandungan ion mangan dalam air mentah daripada 0.006 mg/L kepada 0.002 mg/L. Dalam proses singkat proses membran seramik untuk mengeluarkan CODMn, walaupun membran seramik tidak boleh secara langsung mengeluarkan CODMn terlarut, mereka secara sinergistik boleh mengeluarkan CODMn yang terjerap dan dibawa oleh zarah mikro ini dengan memintas zarah kecil, pepejal terampai dan koloid. Oleh itu, menambah koagulan adalah langkah utama, yang boleh meningkatkan keupayaan proses untuk membuang bahan organik dengan ketara, mengurangkan asid humik dan asid fulvik, mengurangkan kekotoran membran, dan meningkatkan kecekapan mencuci belakang. Kadar penyingkiran CODMn dalam eksperimen ini ialah 49.9%, yang mungkin juga berkaitan dengan keupayaan membran seramik untuk mengeluarkan zarah kecil 0.08-0.45 μ m (pengesanan CODMn dilakukan menggunakan membran penapis 0.45 μm prarawatan, dan saiz liang membran seramik eksperimen ialah 0.08-0.12 μ m).
Pengiraan ekonomi
Faedah ekonomi sentiasa menjadi isu utama yang tidak dapat dielakkan dalam aplikasi membran, dan analisis kos sistem membran terutamanya termasuk kos pelunasan membran, kos kuasa, penggunaan ubat, kos buruh dan perbelanjaan lain. Kami merancang untuk menjalankan analisis kos kitaran hayat penuh bagi satu proses untuk bengkel membran ultraturasan dengan skala 100000 m ³/d, terutamanya terdiri daripada membran seramik rata dan membran organik tenggelam, dengan tempoh operasi selama 20 tahun. Bengkel membran ultraturasan termasuk komponen membran, kejuruteraan awam tangki membran, automasi pengagihan kuasa, sistem dos kimia, sistem siram air dan siram udara, tangki saliran dan tangki pemulihan, yang kesemuanya menggunakan 12 tangki membran grid. Kos pembelian membran seramik rata dikira pada 700 yuan/m ², dengan fluks membran 80-100 LMH (fluks yang dikira mengambil nilai yang lebih kecil) dan jangka hayat selama 20 tahun. Kos pembelian membran ultraturasan organik tenggelam dikira pada 150 yuan/m ², dengan fluks membran universal 25-30 LMH (fluks yang dikira mengambil nilai yang lebih kecil) dan jangka hayat selama 8 tahun.
Keputusan menunjukkan bahawa apabila menggunakan teknologi rendaman, jangka hayat membran seramik adalah 2-3 kali ganda daripada membran organik. Walaupun jumlah pelaburan dalam pembinaan bengkel membran menggunakan membran seramik rata sebagai proses utama adalah 15% lebih tinggi daripada membran organik rendaman, jumlah kos rawatan air bagi setiap tan membran seramik sebenarnya dikurangkan sebanyak 6% berbanding dengan membran organik lebih tempoh operasi 20-tahun. Oleh itu, teknologi membran seramik adalah menjimatkan di bawah keadaan operasi yang stabil dengan pemprosesan tinggi. Untuk meningkatkan daya saing membran seramik rata, langkah-langkah berikut boleh diambil: ① Mengoptimumkan reka bentuk struktur komponen membran untuk meningkatkan ketumpatan pembungkusan, yang bukan sahaja menjimatkan tanah tetapi juga mengurangkan penggunaan bahan kimia. ② Dengan membangunkan proses penyediaan membran seramik, adalah mungkin untuk meningkatkan fluks membran sambil mengekalkan frekuensi pembilasan dan pencucian kimia yang normal. daripada loji air.
Pengalaman kejuruteraan yang diterokai dalam eksperimen ini
(1) Pada musim sejuk, selepas mencuci belakang badan kolam selesai, badan kolam dikosongkan. Membran yang pada asalnya terendam dalam air bersentuhan langsung dengan udara sejuk, dan perbezaan suhu yang besar boleh menyebabkan ketidakstabilan dalam sambungan sistem membran. Komponen membran harus mempunyai langkah kawalan yang sepadan untuk titik lemah perbezaan suhu.
(2) Mengekalkan vakum yang stabil semasa operasi adalah kunci kepada pengendalian sistem yang stabil. Jika vakum rosak dan gas terkumpul dalam saluran paip, pelbagai bahaya mungkin berlaku: ① menyebabkan peronggaan mudah pam sedutan; ② Gas tersumbat liang membran semasa mencuci belakang; ③ Pengukuran data perbezaan tekanan transmembran yang tidak tepat semasa operasi membawa kepada gangguan isyarat kawalan cuci belakang dan penutupan.
(3) Reka bentuk struktur komponen membran memainkan peranan penting dalam meningkatkan ketumpatan pembungkusan dan meningkatkan prestasi penapisan membran seramik. Sebagai contoh, reka bentuk pengudaraan dan susunan membran mempunyai kesan sinergistik yang baik terhadap operasi sistem yang stabil.
(4) Semasa operasi tangki membran seramik yang tenggelam, perhatian harus diberikan kepada teduhan, terutamanya semasa musim wabak alga musim panas.
Kesimpulan dan Prospek
(1) Peranti penulenan air proses pendek membran seramik pemberbukuan mikro dengan skala 60 m³/d digunakan untuk merawat air mentah Sungai Yangtze. Ia boleh beroperasi secara stabil di bawah 100 LHM keadaan pemprosesan tinggi, dengan kitaran pembersihan penyelenggaraan kira-kira 5-7 hari. Titik akhir perbezaan tekanan transmembran boleh dikawal dalam 35 kPa. Membran seramik yang digabungkan dengan proses ozon boleh digunakan untuk merawat air mentah takungan J di lembangan Tasik Taihu selama 6-7 hari tanpa pembersihan penyelenggaraan kimia di bawah fluks 100 LHM. Penyelidikan menunjukkan bahawa membran rata seramik boleh menyesuaikan diri dengan air mentah Sungai Yangtze dan takungan di lembangan Tasik Taihu, dan turun naik kekeruhan air mentah mempunyai sedikit pengaruh ke atas operasi stabil membran.
(2) Membran rata seramik pemberbukuan mikro boleh mengawal kekeruhan efluen di bawah 0.05 NTU, dengan kadar penyingkiran 49.9%, 94.8% dan 89.8% untuk CODMn, ion besi dan ion aluminium, masing-masing. Penunjuk efluen ini secara langsung memenuhi keperluan standard kebangsaan baharu bagi efluen.
(3) Apabila menggunakan proses pendek membran seramik rata pemberbukuan mikro, natrium hipoklorit harus dipilih dengan teliti sebagai kaedah pra-rawatan. Natrium hipoklorit boleh memburukkan lagi pembentukan lapisan gel dan menjejaskan kesan pencucian belakang.
(4) Semasa percubaan selama enam bulan, tiada pengecilan pengeluaran air ditemui, dan pengeluaran air kekal stabil pada 95%. Ia boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai keadaan pensuisan air mentah dan mempunyai kualiti efluen yang sangat baik, memberikan sokongan teknikal untuk aplikasi berskala besar membran seramik dalam kejuruteraan perbandaran.
(5) Dengan 20-tempoh operasi tahun sebagai kitaran, jumlah kos rawatan air bagi setiap tan membran seramik rata berkeupayaan tinggi sebenarnya 6% lebih rendah daripada membran organik terendam, yang menjimatkan.
Aplikasi teknologi membran seramik dalam pasaran air minuman perbandaran berskala besar mempunyai prospek utama berikut:
(1) Berdasarkan ciri-ciri membran seramik, terokai teknologi proses pendek yang sesuai untuk membran seramik berdaya tinggi untuk meningkatkan kecekapan ekonomi bagi keseluruhan kitaran hayat.
(2) Meningkatkan prestasi membran seramik, mengoptimumkan kaedah pemuatan untuk meningkatkan kapasiti pemprosesan isipadu pemuatan komponen unit, dan mencapai intensifikasi tanah.
(3) Optimumkan parameter pra-rawatan dan pembilasan, pilih saiz liang yang sesuai, tingkatkan kelicinan permukaan membran, hidrofilik, dan kaedah lain untuk mengurangkan kekotoran membran seramik dan mengurangkan kesukaran operasi.
(4) Menjalankan penyelidikan khusus mengenai piawaian teknologi bekalan air membran seramik domestik dan rancangan operasi dan penyelenggaraan.