中水(reclaimed water)是指各種排水經(jīng)處理后，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。我國(guó)是水資源匱乏的國(guó)家，人均占有量?jī)H為0.22-0.27萬(wàn)方，列世界第88位。水污染及水資源危機(jī)是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，中水回用對(duì)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)、水資源保護(hù)、水污染防治、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能起到重要作用。本公司于2010年新建一座處理規(guī)模為500噸/天污水處理設(shè)備，且處理過(guò)的水質(zhì)均符合污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);新上一套處理規(guī)模為65噸/小時(shí)的自來(lái)水二級(jí)反滲透裝置，直接排水量為26噸/小時(shí)。年產(chǎn)1萬(wàn)噸高精度電子銅箔每天總計(jì)排水量約為967噸。公司本著倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排，為此上一套中水回用工程。本研究通過(guò)工藝處理原理從技術(shù)上論證中水回用的可行性，產(chǎn)水滿足本廠回用的標(biāo)準(zhǔn)。
1.回用水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)
中水回用的水源為水質(zhì)符合國(guó)家污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放水和自來(lái)水二級(jí)反滲透的濃水(水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1)。出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
表1 UF+RO工藝進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)
表2 UF+RO工藝出水水質(zhì)指標(biāo)
2 工程應(yīng)用及研究
2.1 工藝流程
原水池→原水泵→自動(dòng)疊片過(guò)濾器→超濾→超濾產(chǎn)水池→RO進(jìn)水泵→ 5μ保安過(guò)
濾器→高壓泵→反滲透裝置→RO產(chǎn)水池→供水泵→出水
本工程的進(jìn)水水質(zhì)為符合國(guó)家污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的排放水和自來(lái)水二級(jí)反滲透的濃水。各設(shè)備的說(shuō)明如下：
1)自動(dòng)碟片過(guò)濾器
自動(dòng)疊片過(guò)濾器薄薄的特定顏色的塑料疊片兩邊刻有大量一定微米尺寸的溝槽。一串同種模式的疊片疊壓在特別設(shè)計(jì)的內(nèi)撐上。通過(guò)彈簧和液體壓力壓緊時(shí)，疊片之間的溝槽交叉，從而制造出擁有一系列獨(dú)特過(guò)濾通道的深層過(guò)濾單元，這個(gè)過(guò)濾單元裝在一個(gè)耐壓耐腐蝕的濾筒中形成過(guò)濾器。去除污水中未去除的懸浮物和顆粒雜志。在過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾疊片通過(guò)彈簧和流體壓力壓緊，壓差越大，壓緊力越強(qiáng)。保證了自鎖性高效過(guò)濾。液體由外緣通過(guò)溝槽流向疊片內(nèi)緣，經(jīng)過(guò)18-32個(gè)過(guò)濾點(diǎn)，從而形成獨(dú)特的深層過(guò)濾。過(guò)濾結(jié)束后通過(guò)手工或液壓使疊片之間松開(kāi)進(jìn)行手工清洗或自動(dòng)反沖洗。
過(guò)濾器共有兩種運(yùn)行狀態(tài)：過(guò)濾狀態(tài)和反洗狀態(tài)。在過(guò)濾狀態(tài)下，原液從外面通過(guò)疊片，過(guò)濾疊片在彈簧力和液力的作用下被緊緊地壓在一起，雜質(zhì)顆粒截留在疊片交叉點(diǎn)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的液體從過(guò)濾器中流出。
當(dāng)?shù)竭_(dá)一定壓差時(shí)或時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入反洗狀態(tài)，控制器控制閥門(mén)改變水流方向，反沖水壓拉升彈簧使疊片被松開(kāi)，位于SPIN KLIN 柱上的噴嘴沿切線噴射，使疊片旋轉(zhuǎn)，將截留在疊片上的雜質(zhì)沖洗甩出。
2)UF裝置(2)
超濾裝置采用中空纖維膜組件，具有出水水質(zhì)好、透過(guò)量大等特點(diǎn)。能進(jìn)一步去除水中的懸浮物和膠體硅，及其他加大分子的物質(zhì)(蛋白質(zhì)、核酸、多糖等)以及細(xì)菌、有機(jī)物等雜質(zhì)，更加有效降低SDI值，為反滲透減少去除壓力，從而被稱(chēng)為反滲透的最佳預(yù)處理單元，可以有效延長(zhǎng)反滲透膜壽命。確保后續(xù)設(shè)備的正常運(yùn)行。
3)保安過(guò)濾器
保安過(guò)濾器的作用是截留原水帶來(lái)的大于5μm的顆粒，以防止其進(jìn)入反滲透系統(tǒng)。這種顆粒經(jīng)高壓泵加速后可能擊穿反滲透膜組件，造成大量漏鹽的情況，同時(shí)劃傷高壓泵葉輪。過(guò)濾器中的濾元為可更換式，當(dāng)過(guò)濾器壓差大于設(shè)定值時(shí)，應(yīng)當(dāng)更換。
4)高壓泵
反滲透給水泵是反滲透的主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，為反滲透裝置的運(yùn)行提供動(dòng)力來(lái)源。
5)加阻垢劑裝置
為了保證膜元件表面不結(jié)垢，保證膜的長(zhǎng)期運(yùn)行效果，延長(zhǎng)膜的使用壽命，本工程在反滲透裝置前設(shè)置阻垢劑加藥裝置。通過(guò)延緩鹽晶體成長(zhǎng)來(lái)推遲沉淀的過(guò)程，促使晶體不會(huì)形成一定大小和足夠的濃度而沉降下來(lái)。同時(shí)阻垢劑有分散劑作用，能使反滲透濃水中難溶鹽或沉積在膜表面上污物，隨濃水排到反滲透裝置外。
6)加還原劑裝置
因反滲透膜對(duì)余氯非常敏感，要求進(jìn)水余氯≤0.1ppm，故需在保安過(guò)濾器后投加還原劑，使其產(chǎn)水余氯≤0.1ppm，保護(hù)反滲透膜不被氧化。
7)RO裝置
二段RO裝置組合式組裝，每套選用一臺(tái)高壓泵并聯(lián)供水。本系統(tǒng)的反滲透裝置組件的組裝形式是由第一段膜組件排出的濃水再進(jìn)入第二段膜組件進(jìn)行處理，這樣的組裝形式進(jìn)一步提高膜系統(tǒng)排出的水回收率，從而降低了設(shè)備總投資。
8)反滲透清洗裝置(與超濾裝置合用)：
清洗裝置由清洗水箱、清洗水泵、清洗過(guò)濾器等組裝而成，用以滿足反滲透裝置的循環(huán)清洗及藥劑的過(guò)濾，滿足單套反滲透裝置一次清洗用的藥劑量。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，反滲透膜面上會(huì)積累各種污染物，從而降低反滲透裝置的性能(產(chǎn)水量和脫鹽率)，進(jìn)水與原水壓差升高。因此除日常的低壓沖洗外，還需設(shè)置一套清洗裝置，定期進(jìn)行化學(xué)清洗，一般一年應(yīng)進(jìn)行2-4次(視實(shí)際而定)。
本系統(tǒng)配置一套化學(xué)清洗裝置，其流程如下：
清洗水箱 → 清洗泵 → 清洗過(guò)濾器 → 反滲透裝置（↑ 循環(huán) ↓）
2.2 控制系統(tǒng)
本工藝控制系統(tǒng)采用上位機(jī)+可編程控制器(PLC)+現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表箱構(gòu)成的控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行全自動(dòng)控制，正常生產(chǎn)時(shí)可達(dá)到無(wú)人值守。該系統(tǒng)用于對(duì)整條生產(chǎn)線的集中控制和管理，通過(guò)對(duì)過(guò)程組態(tài)能夠設(shè)定并能即時(shí)顯示整條生產(chǎn)線上所有的工藝參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。
2.3 進(jìn)出水質(zhì)對(duì)比表
通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)回用水量及進(jìn)出水質(zhì)電導(dǎo)率對(duì)比如下
表3回用水量 m3/d
表4出水電導(dǎo)率對(duì)比表 us/cm
由以上可以看出，膜的回收率及脫鹽率分布為70%和89%，出水水質(zhì)滿足工藝生產(chǎn)需求。
3.處理效果及經(jīng)濟(jì)分析
采用雙膜法處理的水質(zhì)滿足生產(chǎn)要求，技術(shù)上可行。采用本中水回用工程能夠節(jié)約污水排水676噸/天。排污量由原來(lái)的967噸/天，減少為290噸/天(新水價(jià)為2.65元/噸)。年節(jié)約資金約60萬(wàn)元。
4.結(jié)語(yǔ)
銅箔是新興行業(yè)，如何做好企業(yè)的節(jié)水工作是一個(gè)重要的研究。我公司采用的UF+RO法回收水資源達(dá)到了節(jié)約水資源的問(wèn)題，又產(chǎn)生了一定的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，為其他類(lèi)似企業(yè)提供節(jié)約水資源的借鑒基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
1王炳強(qiáng)、催樹(shù)宣 反滲透膜法處理城市污水技術(shù)探析[J] 天津化工，2003
2.張顯龍、李海燕 CMF+RO法在中水回用中的實(shí)驗(yàn)研究 當(dāng)代化工，2005
聲明：
“UF+RO法在銅箔中水回用工程應(yīng)用的研究” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來(lái)源：安徽銅冠銅箔有限公司
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