碳化硅平板膜系统
碳化硅平板膜技术属于浸没式超滤范畴,其核心应用形式为将碳化硅平板膜组件直接浸没于待处理原水或污水池中,在外部动力(通常由产水泵提供负压或虹吸)驱动下,水与小于膜孔的颗粒透过膜层,大于膜孔的颗粒被截留,从而实现固液分离。
超滤清洗工艺分为物理清洗与化学清洗两类。物理清洗包含反冲洗、喷淋及曝气工艺,其中反冲洗通过反向水流(从膜组件产水端进入,透过膜孔),清除膜孔深层及表面污染物;喷淋与曝气工艺则通过水力冲击或气体扰动辅助剥离膜面附着杂质。化学清洗则通过化学药剂来清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部形成的污染,包括化学维护性清洗(CEB)和化学恢复性清洗(CIP)。
01 碳化硅陶瓷平板膜系统运行模式
碳化硅平板膜超滤膜系统运行模式如下:
膜过滤过程包括以下几个过程步骤:
◆ 产水:产水步骤是去除金属氧化物、悬浮物和细菌等污染物;
◆ 反洗:需要周期性进行反冲洗,以从膜表面去除滤饼层;
◆ 喷淋:水直接喷淋到过滤塔顶部,提升反冲洗和清洗效率;
◆ 曝气:空气来自过滤塔的底部,改善反冲洗和清洗过程;
◆ 化学循环:从膜片内部去除污垢或结垢;
◆ 化学清洁:从膜体外部去除污垢或结垢。
02 碳化硅陶瓷平板膜系统运行过程
1.注水&排气
打开顶部排气阀,打开进水阀,向膜池中通入原水,排空系统中的空气。
运行时机:系统首次运行或碳化硅陶瓷平板膜系统液体排空后。
2.过滤
过滤是通过抽吸泵在膜内侧形成负压(真空),利用压差驱动水分子透过膜,净水从产水侧流出,污染物被截留。
3.物理清洗
物理清洗步骤包含两个阶段,第一个阶段是利用反洗泵和曝气装置进行反洗和曝气来解决滤饼层对膜系统工作能力的影响;第二个阶段是进行化学清洗前,对膜池进行排空作业时,借助喷淋清洗工艺结合反洗和曝气来对膜元件进行完善的物理清洗,为化学清洗创造有利的条件。
①反洗&曝气
②膜池排空&曝气
③喷淋&反洗&曝气&排空
4.化学清洗
化学清洗分为化学维护性清洗(CEB)和化学恢复性清洗(CIP)。
①化学维护性清洗(CEB)
化学维护性清洗(CEB)是在反洗水中投加化学药品以提高清洗效果。
②化学恢复性清洗(CIP)
当以上清洗方式无法恢复通量或产水负压表达到CIP清洗值(-40kPa)时,需启动化学恢复性清洗(CIP)。该工艺通过将碳化硅平板膜组件浸泡于化学清洗药剂中的方式,充分溶解、剥离膜表面及膜孔内顽固污染物,实现膜性能的恢复。
03 碳化硅陶瓷平板膜常用清洗药剂和清洗水质要求
①常用清洗药剂
下表为常用化学清洗药剂:
| 药剂类型 | 常用药剂 |
| 氧化性药剂 | 次氯酸钠(NaOCl) |
| 碱性药剂 | 氢氧化钠(NaOH) |
| 酸性药剂 | 盐酸(HCl)/柠檬酸 |
注:具体药剂投加情况可以根据现场实际情况进行调整。
②清洗水质要求
用于溶解清洗化学品的清洗水可以是UF产水或者纯水,或其他比较干净的水源。需满足以下条件:
| 项目 | 参数 |
| 总硬度 | <80ppm(碳酸盐含量) |
| 污染指数(SDI) | <3 |
| 总有机物含量 | <8ppm |
| 铁离子 | <0.5ppm |
| 硅离子 | <5ppm |
注:具体操作清洗水质,可以根据现场实际情况进行调整。