玻璃纖維廢水循環(huán)處理超濾膜法

　　南京某膜材料科技有限公司生產(chǎn)玻璃纖維、高比面積電池隔膜制品。公司在生產(chǎn)過(guò)程中有120m3/h循環(huán)水在重復(fù)使用并定期(1～2天)排放。在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中由于循環(huán)水的水質(zhì)在不斷惡化，使生產(chǎn)的隔膜制品不斷下降，而且每次停產(chǎn)換水過(guò)程影響生產(chǎn)效率;且水資源未充分利用，大量排放給污水處理站帶來(lái)較大負(fù)荷。本試驗(yàn)擬采用膜分離技術(shù)對(duì)生產(chǎn)線的循環(huán)使用水進(jìn)行凈化回用，延長(zhǎng)生產(chǎn)線運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)檢驗(yàn)超濾膜組件處理含玻璃纖維及膠體廢水的性能，并從中獲得穩(wěn)定可靠的膜運(yùn)行工藝參數(shù)，為膜法處理在項(xiàng)目上應(yīng)用提供有力支撐。

　　1、試驗(yàn)部分

　　1.1 廢水來(lái)源

　　廢水主要來(lái)源于某電池隔膜材料加工生產(chǎn)線，電池隔膜材料生產(chǎn)主要將玻璃微纖維、稀硫酸按比例加入到水力碎漿機(jī)，將絮狀玻璃纖維分解開(kāi)，通過(guò)添加純水和稀硫酸控制漿液pH在3～5之間。將制備好的漿液和來(lái)自水池沖漿區(qū)域的白水同時(shí)進(jìn)入生產(chǎn)線進(jìn)行成型，生產(chǎn)線產(chǎn)生的多余含漿廢水進(jìn)入白水循環(huán)水池，水循環(huán)池水含有玻璃微纖維、膠體、pH為2左右的酸性廢水。

　　1.2 試驗(yàn)工藝流程

　　本次中試試驗(yàn)，采用自制一套全自動(dòng)超濾中試裝置(內(nèi)裝一根超濾膜組件)，采用提升泵從白水循環(huán)池中將廢水提升至超濾中試裝置進(jìn)行過(guò)濾處理，產(chǎn)水回至白水循環(huán)池繼續(xù)生產(chǎn)使用，工藝流程如圖1所示。

　　1.3 試驗(yàn)原理及試驗(yàn)方法

　　本次試驗(yàn)，主要利用中試設(shè)備中的超濾膜對(duì)廢水進(jìn)行過(guò)濾處理。其原理是利用人工合成的，具有選擇透過(guò)性的超濾膜，以外界壓力作為推動(dòng)力，對(duì)廢水進(jìn)行分離的過(guò)程。

　　其分離工藝流程，主要分為兩種分離方式，一種為錯(cuò)流過(guò)濾，另一種為死端過(guò)濾。錯(cuò)流過(guò)濾是先用潛水泵從生產(chǎn)線循環(huán)水水池中將循環(huán)廢水提升至超濾設(shè)備原水箱中，原水箱中的廢水經(jīng)原水泵抽取進(jìn)入超濾膜組件中，在膜兩側(cè)的壓差作用下，分離成濃水和滲透液兩部分，其中無(wú)法穿透膜的雜質(zhì)被截留在膜的外表面(濃水側(cè))，并回流進(jìn)入原水箱中再次處理;透過(guò)膜的滲透液，即清澈的產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)水箱中，最終達(dá)到廢水被分離的目的，在本次試驗(yàn)中，產(chǎn)水被溢流回循環(huán)水水池。死端過(guò)濾則是關(guān)閉回流管路，讓所有原水全部從超濾膜過(guò)濾，截留雜質(zhì)完全保留在膜組件內(nèi)，其他同錯(cuò)流過(guò)濾流程相同。

　　2、試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果討論

　　本次試驗(yàn)主要分為三個(gè)階段：第一階段，針對(duì)生產(chǎn)線循環(huán)廢水進(jìn)行試運(yùn)行，查看中試裝置是否可以適用于此過(guò)程;第二階段，采用錯(cuò)流過(guò)濾方式連續(xù)處理循環(huán)廢水，檢測(cè)超濾膜運(yùn)行情況;第三階段，采用死端過(guò)濾方式連續(xù)處理循環(huán)廢水，檢測(cè)超濾膜運(yùn)行情況。本次試驗(yàn)進(jìn)行了20d左右，設(shè)備預(yù)調(diào)試用了6d時(shí)間。

　　2.1 膜設(shè)備適用性測(cè)試

　　第一階段實(shí)驗(yàn)是超濾膜中試設(shè)備處理白水循環(huán)池水，間斷運(yùn)行了3d，每天11h，合計(jì)運(yùn)行33h。參數(shù)設(shè)置為進(jìn)水流量8m3/h左右，產(chǎn)水流量3m3/h左右。進(jìn)水為乳白色牛奶狀的原水，經(jīng)過(guò)超濾膜處理所得產(chǎn)水箱的產(chǎn)水始終非常清澈。

　　2.2 錯(cuò)流過(guò)濾檢測(cè)膜運(yùn)行性能

　　第二階段采用錯(cuò)流過(guò)濾方式連續(xù)運(yùn)行中試設(shè)備。本階段實(shí)驗(yàn)根據(jù)生產(chǎn)線不同產(chǎn)品批次產(chǎn)生不同的廢水水質(zhì)，為考察不同水質(zhì)的水對(duì)超濾膜運(yùn)行的影響情況，中試設(shè)備運(yùn)行與生產(chǎn)過(guò)程換水周期同步。設(shè)置進(jìn)水為8m3/h，產(chǎn)水為3m3/h，連續(xù)過(guò)濾至生產(chǎn)線，再對(duì)設(shè)備進(jìn)行反洗，反洗后設(shè)備過(guò)濾運(yùn)行，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。

　　從圖2中可以看出，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，膜的跨膜壓差逐漸增大;當(dāng)再次換水并對(duì)膜進(jìn)行反洗，跨膜壓差均能得到恢復(fù)，跨膜壓差反應(yīng)了膜被堵塞的情況，在壓差允許范圍內(nèi)，跨膜壓差越高，膜被堵塞越嚴(yán)重。通過(guò)本階段試驗(yàn)可知，在連續(xù)運(yùn)行情況下，超濾膜設(shè)備可以保證出水水質(zhì)清澈。膜運(yùn)行過(guò)程發(fā)生污堵可通過(guò)反洗使膜性能得到恢復(fù)。這說(shuō)明設(shè)備采用錯(cuò)流過(guò)濾處理循環(huán)水可行的。

　　2.3 死端過(guò)濾方式檢測(cè)膜運(yùn)行性能

　　第三階段采用死端過(guò)濾方式(即進(jìn)水量等于產(chǎn)水量)連續(xù)運(yùn)行中試設(shè)備。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，設(shè)置進(jìn)水流量為3m3/h左右，產(chǎn)水流量也是3m3/h左右，實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置過(guò)濾時(shí)間分別設(shè)置為1、2和4h，然后進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程為：氣擦洗時(shí)間2min，反洗2min，正沖1min

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明過(guò)濾時(shí)間為1h和2h時(shí)，跨膜壓差變化很小;過(guò)濾時(shí)間4h時(shí)，跨膜壓差發(fā)生明顯的變化，但經(jīng)過(guò)反洗后，跨膜壓差很快可以恢復(fù)。通過(guò)本輪試驗(yàn)可知，過(guò)濾時(shí)間設(shè)置為2h以內(nèi)，超濾設(shè)備可以一直連續(xù)運(yùn)行;當(dāng)過(guò)濾時(shí)間設(shè)置為4h以上，雖然跨膜壓差變動(dòng)幅度較大，但反洗后可以仍可恢復(fù)，且得到的產(chǎn)水非常清澈，說(shuō)明超濾膜死端過(guò)濾，連續(xù)處理生產(chǎn)線循環(huán)廢水同樣是可行的。

　　3、結(jié)論

　　本次試驗(yàn)分別采用膜法處理中的錯(cuò)流過(guò)濾和死端過(guò)濾兩種方式，對(duì)生產(chǎn)線循環(huán)廢水連續(xù)處理。通過(guò)上述三個(gè)階段的試驗(yàn)可知：

　　①針對(duì)水質(zhì)不斷惡化的循環(huán)水，超濾膜處理是可行的，同時(shí)設(shè)備持續(xù)運(yùn)行，保證了預(yù)期產(chǎn)水量和水質(zhì)，有利于生產(chǎn)線生產(chǎn)效率的提高;

　?、谏a(chǎn)線循環(huán)水經(jīng)超濾膜處理后，外排水量將大量減少，有利于減輕污水處理站運(yùn)行負(fù)荷;

　?、劢?jīng)過(guò)連續(xù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，此次采用的超濾膜擁有優(yōu)良的膜通量和過(guò)濾性能，完全可以滿足生產(chǎn)線循環(huán)水回用要求。

　　超濾膜污堵在超濾系統(tǒng)運(yùn)行中是必然的過(guò)程，為使超濾膜重新恢復(fù)優(yōu)良的過(guò)濾性能，膜的反洗是系統(tǒng)正常運(yùn)行必不可少的環(huán)節(jié)。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)で逑磧H采用物理方法，采用氣擦洗、反向沖洗法和正向沖洗法相結(jié)合的方法，可以使膜性能得到恢復(fù)。(來(lái)源：南京萬(wàn)瑞建設(shè)工程有限公司)