膜分离工艺需要对进水中的悬浮固体、微溶盐、微生物、氧化剂、有机物等污染物进行预处理,以防止膜降解和膜堵塞,预处理的方法可以采用物理法或化学法。预处理的深度以能满足各种膜过程进水水质要求为准,取决于膜材料、膜组件的结构、原水水质、产水的质量要求及回收率。膜分离运行的pH值范围:微滤/超滤系统2~10,纳滤/反渗透系统:聚酰胺复合膜为2~11,醋酸纤维素膜为4~8。进水温度范围:5~45℃,当pH>10时,*高运行温度为35℃。
一、纳微滤/超滤的预处理
1、去除悬浮固体
(1)原水悬浮物、胶体物质<50mg/L时,可直接采用多介质过滤或在管道加入絮凝剂;
(2)原水悬浮物、胶体物质>50mg/L时,应采用混凝沉淀+过滤的预处理工艺,絮凝剂宜采用碱式氧化铝(PAC),不宜用聚丙烯酰胺(PAM)、三氯化铁(FeCl3·6H2O);
(3)浊度小于70NTU的原水,适宜采用多介质过滤去除颗粒、悬浮物和胶体;
(4)微滤/超滤之前应安装精度为10μm的滤芯过滤器。
2、去除微生物
在混凝沉淀之前投加氧化剂,如次氯酸钠(NaClO)。
3、去除氧化剂
采用活性炭吸附或在精密过滤期之前添加还原剂亚硫酸氢钠(NaHSO3);当原水中油脂较多时,应先破乳除去乳油,再按常规程序处理。
滤、反渗透系统进水水质要求:
浊度/NTU≤1;
SDI≤5;
余氯/(mg/L)≤0.1;
Fe2+/(mg/L)≤4;
TOC/(mg/L)≤3。
2、防止膜化学损伤
采用活性炭吸附或在进水中添加还原剂亚硫酸氢钠(NaHSO3)去除余氯或其他氧化剂,控制余氯含量≤0.1mg/L。
3、预防胶体和颗粒污堵
(1)多介质过滤 浊度小于70NTU的原水,宜采用多介质过滤,除去颗粒、悬浮物和胶体;
(2)微滤或超滤 微滤或超滤能出去所有的悬浮物、胶体粒子及部分有机物,出水达到淤泥密度指数SDI≤3,浊度(NTU)≤1。
(3)预防微生物污染
灭菌消毒分为物理灭菌和化学灭菌,物理灭菌可采用紫外光;化学灭菌在多介质过滤器之前投加消毒剂。
4、控制结构预处理
(1)加酸对控制碳酸盐结构有效;
(2)强酸阳树脂软化对控制硫酸盐结构有效;
(3)投加阻垢剂可有效控制膜表面结垢,投加量按阻垢剂生产商提供的产品技术参数确定。