“超滤+反渗透”双膜法已成为化工园区再生水回用的标配工艺。然而,同样是双膜法,不同的设计参数和运行策略,会导致截然不同的运行效果和使用寿命。笔者以近期参与设计并调试的某华东化工园区3万m³/d再生水回用项目为例,分享双膜法设计中的几个关键决策点和运行优化经验。该项目的进水为园区综合废水经A2O+MBR处理后的尾水,TDS约3000-5000mg/L,COD约60-100mg/L,硬度较高,且含有少量难降解有机物。
超滤膜是反渗透的“守门员”,其产水水质直接决定了RO膜的污染速率和清洗周期。在超滤膜的选型上,我们对比了压力式PVDF中空纤维膜和浸没式PTFE中空纤维膜。考虑到化工废水中可能含有微量的有机溶剂和氧化性物质,最终选用了耐化学腐蚀性更强的PTFE膜。在运行参数上,设计膜通量为40 L/(m²·h),并采用“过滤30分钟-气水反洗60秒-化学加强反洗每24小时一次”的运行模式。为应对化工废水中可能存在的胶体和有机物,在超滤前设置了混凝沉淀预处理,投加聚合氯化铝(PAC)将水中的微细胶体凝聚为可被超滤截留的大颗粒絮体。这一措施将超滤产水的SDI(污染指数)稳定控制在3以下,为后续RO的安全运行奠定了基础。
反渗透系统的设计,核心在于膜元件的排列方式和段间增压的优化。进水TDS约4000mg/L,属于中高盐度苦咸水。我们采用了一级两段的排列方式,段间设置增压泵,将第二段进水压力提升至2.5MPa。同时,在RO膜元件的选型上,选择了抗污染型低压苦咸水膜,其膜面电荷为中性,能有效降低有机物和微生物在膜面的吸附。在运行控制上,设定了75%的水回收率,并根据进水水温的季节性变化(冬季约10℃,夏季约30℃),动态调节运行压力和产水量,避免膜元件在高温下过负荷运行。项目投运一年来,RO膜的标准化通量衰减率控制在5%以内,化学清洗周期为6个月,产水电导率稳定在50μS/cm以下,完全满足园区锅炉补给水的水质要求。该项目的设计经验表明,针对化工废水的双膜法系统,不能简单套用市政再生水的设计参数,必须在膜材质、预处理和运行策略上进行针对性的优化。
标签: