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    廢舊反滲透膜的出路,滲濾液DTRO換膜服務

    2020-08-18來源:四川浦清作者:四川浦清

    一.反滲透膜市場分析及現狀

    反滲透過濾技術因其具有常溫、無相變、能耗低、占地面積小、無環境污染、適用水質廣等優點,自問世以來就倍受業界青睞,得到了快速的發展,特別是近年來在水資源嚴重缺乏,水污染、環境污染嚴重,污水處理、水質凈化等迫切需要及政府政策支持的情況下,反滲透技術得到了高速發展,被廣泛應用于鍋爐補給水、工業純水、海水淡化、市政給水與污水處理領域,在石油、電力、冶金、化工、電子、制藥、食品等多個工業行業中也得到充分發展,成為重要的高效節能工程操作單元,實現可持續發展戰略的重要組成部份。


    反滲透膜應用

    相對而言,中國的反滲透膜(DTRO膜維修、換膜)技術起步較晚,直到90年代末期中國才開始打破國外壟斷,掌握反滲透的生產技術,市場占有率低,據統計,DOW陶氏膜占據中國反滲透膜市場最大份額,其主要銷售給國內大型膜使用企業,其次是HYDRANAUTICS海德能膜,主要銷往中小型企業,這兩者占據中國反滲透膜市場50%左右的份額,另外美國KOCH 、GE、日本TORAY東麗膜和世韓CSM膜也在中國的膜市場分得一杯羹。近年來,由于中國膜技術的不斷發展、產品質量提高,越來越多的中國制造膜進入市場,預計“十三五”我國膜工業發展目標是,年均增長率將達到或超過20%,到“十三五”末產值規模再翻番,達到2500~3000億元,膜產品出口產值每年超過100億元。

    目前全球每年生產的反滲透膜元件有數百萬支,中國反滲透膜市場需求廣,初步統計,消納量約占全球10%,且在逐年上升,據業內人士分析預測,我國膜市場需求將以每年20%左右的速度遞增。然而反滲透膜在分離過程中,容易被污染或機械損傷,造成其去除率和產水量的大幅度下降,導致無法發揮正常效能,其使用壽命一般是2-3年左右,屬于易耗品。因此,國內每年約有數十萬支膜元件因性能下降而被廢棄,且隨著反滲透市場的不斷壯大,這一數據在不斷的被刷新。這些廢棄的反滲透膜因其材料幾乎不可在自然條件下被降解,若處置不當,不僅污染了環境也浪費了資源。如何處置這數量龐大的廢舊反滲透膜成為業界的一大難題!

    二.廢棄反滲透膜的出路

    目前,對于廢棄反滲透膜常見的處理方式有兩種,一是作為固廢垃圾處置,二是小部分再生利用(目前市面上也出現有不少收售二手膜的單位或個人http://www.pqwater.com,值得注意的是,再生膜應當完善相應的標示,避免以舊沖新、以次充好的不道德行為出現)。前者不僅增加了環境壓力,增加了廢棄物處理成本,同時也浪費了資源,而實現廢棄卷式反滲透膜元件的再生與再利用,不僅減少了廢棄膜元件的數量,降低了廢棄膜元件的處理成本。是一種有效的處理方式,同時也符合國家關于廢棄物資源化的政策要求。因此,廢棄反滲透膜的出路關鍵在再生利用。據不完全統計僅2007年國內廢棄的膜元件超過22萬支,這些具有一定性能水平且有一定恢復可能的膜元件大量廢棄,已成為膜技術領域中的一大浪費,能否使廢棄膜元件得到有效再生,已成為業界的重要課題之一,目前,已有不少學者針對此問題進行廢棄反滲透膜元件資源化即再生反滲透膜超濾、納濾改性研究并取得了良好的成果。

    2.1.反滲透膜再生

        污染和機械性損傷是廢舊反滲透膜常見的問題,因此廢棄反滲透膜再利用需要經過一系列的再生處理包括常規清洗和氧化修復。

    廢舊反滲透膜再生流程

    2.1.1.清洗

          反滲透膜元件在使用過程中會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染,諸如碳酸鈣沉淀、硫酸鈣沉淀、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉淀、硅沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM天然有機物質、合成有機物(如:阻垢劑/分散劑,陽離子聚合電解質)、微生物 (藻類、霉菌、真菌)等,嚴重影響反滲透膜的性能。因此,要恢復反滲透膜的性能再利用對污染物處理必不可少。

    膜污染

          清洗階段主要是根據反滲透膜污染情況及污染物的特性采用相應的清洗液及有效的步驟快速有效地去除膠體、氫氧化物及垢等污染物。關于二手膜的清洗液選擇及清洗流程及注意事項可以培訓學習獲得,目前有很多收售二手膜的單位對代理加盟商可以提供免費的相關清洗再生培訓如http://www.pqwater.com。

    反滲透膜清洗


    1反滲透膜污染特征及處理方法

    污染種類

    可能發生之處

    壓降

    給水壓力

    鹽透過率

    金屬氧化物(Fe、Mn、Cu、Ni、Zn)

    一段,最前端膜元件

    迅速增加

    迅速增加

    迅速增加

    膠體(有機和無機混合物)

    一段,最前端膜元件

    逐漸增加

    逐漸增加

    輕度增加

    礦物垢(Ca、Mg、Ba、Sr)

    末段,最末端膜元件

    適度增加

    輕度增加

    一般增加

    聚合硅沉積物

    末段,最末端膜元件

    一般增加

    增加

    一般增加

    生物污染

    任何位置,通常前端膜元件

    明顯增加

    明顯增加

    一般增加

    有機物污染(難溶NOM)

    所有段

    逐漸增加

    增加

    降低

    阻垢劑污染

    二段最嚴重

    一般增加

    增加

    一般增加

    氧化損壞(Cl 2 、O zone、KmnO 4 )

    一段最嚴重

    一般增加

    降低

    增 加

    水解損壞(超出pH范圍)

    所有段

    一般降低

    降低

    增 加

    磨蝕損壞(碳粉)

    一段最嚴重

    一般降低

    降低

    增 加

    O型圈滲漏(內連接管或適配器)

    無規則,通常在給水適配器處

    一般降低

    一般降低

    增 加

    膠圈滲漏(產水背壓造成)

    一段最嚴重

    一般降低

    一般降低

    增 加

    膠圈滲漏(清洗或沖洗時關閉產水閥造成)

    最末端元件

    增加(污染初期和壓差升高)

    增 加

    2常見清洗液的選擇

    清洗液

    主要組份

    藥劑量

    清洗液pH

    最高清洗液溫度

    1

    檸檬酸(100%粉末)

    17.0(7.7公斤)

    用氨水調節pH3.0~4.0

    40

    2

    鹽酸(HCl)(密度22波美度或濃度36%)

    0.47加侖(1.8)

    緩慢加入鹽酸調節pH2.5,調高pH用氫氧化鈉

    35

    3

    氫氧化鈉(100%粉末) (50%液體)

    0.83(0.38公斤) 0.13加侖(0.5)

    緩慢加入氫氧化鈉調節pH11.5,調低pH時用鹽酸

    30

    2.1.2.氧化

          該階段是對清洗過的反滲透膜元件進行氧化處理,目的是在保證部分脫鹽率的前提下,盡可能地提高水通量。所投加的氧化劑溶液,通過控制有效氯的含量和連續氧化時間,得到脫鹽率在90%左右的膜,從而再生回用。

    反滲透膜再生前后對比

    2.2.再生膜特點:

    2.2.1.價格低

          再生處理后的廢舊反滲透膜在性能上接近于納濾膜,但在價格上遠遠低于市場上的納濾膜。

    3 4in膜價格對比(單位:元)


     

    RO反滲透膜

    NF納濾膜

    再生膜

    陶氏膜

    1400-1800

    3000-4000

    /

    海德能膜

    1200-1600

    2500-3500

    東麗膜

    1100-1500

    2500-3500

    GE

     

     

    浦清再生膜

    /

    300-500

    2.2.2.抗污染能力強

          經過處理的再生膜相比于對進水水質要求高的反滲透膜有更強的抗污染能力,對膜進水水質要求降低。

    2.2.3.高產水量,更節能

          在相同壓力作用下,再生膜的產水量大于反滲透膜,更加節能。

    2.2.4.環保效益明顯

          再生膜屬于廢棄物資源化循環利用,綠色公益事業,具有重要的社會、環境效益。

    2.3.再生膜應用市場

        膜技術被譽為“21世紀的水處理技術”,近年來取得了令人矚目的飛速發展,已廣泛應用于國民經濟的各個部門。反滲透膜的市場需求量越來越大。經過處理的廢舊反滲透膜具有操作壓力低、對無機鹽、有機物等溶質的截留能力、產水量穩定、脫鹽率適中、產水SDI值低等特性,可應用于對電導率、硬度要求不高的中水回用應用、乳制品、飲料等產品的濃縮和提純方面,同時,成本低、節能環保,使之具有非常大的市場吸引力。因此,再生膜的市場前景是非常大。其應用主要體現在如下方面:

    4 再生反滲透膜適用領域


    產品類型

    適用領域

    大脫鹽率低通量再生膜

    污水處理行業

    大脫鹽率低壓力再生膜

    反滲透預處理

    中脫鹽率大通量低壓再生膜

    中水回用

    低脫鹽率大通量低壓再生膜

    食品、飲料制造行業濃縮、提純

    2.2.1.反滲透預處理

          反滲透膜對進水水質有一定的要求,若進水水質過差,會導致膜污染,嚴重的導致膜報廢甚至系統癱瘓,從而造成巨大的損失,所以反滲透前的預處理是必要的,他能有效的截留污染物,減輕反滲透系統的負擔。由于再生膜具有超濾的特性,不僅可以去除大部分懸浮物、膠體和細菌等物質,減緩反滲透的污染,延長運行周期,而且對鹽分的較好脫出和較大的水通量,因此,再生膜可以取代超濾作為反滲透的預處理,同時也可以降低反滲透系統的投資成本和運行成本;

    2.3.2.飲用水

          目前中國環境污染嚴重,地下水、地表水等可飲用水體受到不同程度的污染,飲用水安全越來越受到人們的重視。地表水及地下水的污染物質主要是分子量為幾百的殺蟲劑等污染物質,因此,采用再生膜處理較傳統的水處理方法方便可行,較新反滲透膜節約成本;

    2.3.3.污水回用

          水資源匱乏已經成為社會持續發展必須面對的尖銳問題,水資源作為一種戰略資源正在得到前所未有的重視,中水回用成為解決水資源矛盾的有效途徑。膜技術在污水回用上具有舉足輕重的作用,再生膜在對離子、有機物的去除方面具有與納濾膜相似的截留特性,能有效地解決工業廢水中藻類、細菌和腐蝕等問題,從而增加了工業廢水循環的利用率。所以可用于電鍍廢液中金屬的回收、燃料廢液的濃縮液處理、牛奶和抗菌素的脫鹽以及各種石化廢水、生活污水等處理,是解決水資源短缺、減輕水環境污染的有效途徑。

    2.3.4.濃縮、提純

          再生膜元件具有部分除鹽、絕大部分脫除有機物的特性,可有效實現溶解鹽與非鹽物質的分離;脫除細菌、病毒、殺蟲劑及各種低分子量有機物,可用于食品、醫藥、印染等行業的果汁濃縮、乳清濃縮、抗生素濃縮回收、高濃度有機廢水濃縮回收處理上。

     


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