Az ultraszűrés nem csodaszer{0}}Az ultraszűrő rendszer eltömődésének 80%-a a sikertelen előkezelés eredménye. Sok projekt az ultraszűrést "utolsó megoldásként" kezeli, egyszerűsítve és csökkentve az előkezelést. Függetlenül attól, hogy üreges szálat, lapos lemezt, cső alakú vagy kerámia membránt használnak, a nyomáskülönbség gyors növekedése, gyakori vegyszeres tisztítás és jelentősen lerövidül a membrán élettartama.
Az általánosan elterjedt ultraszűrési előkezelési eljárások a következők: koagulációs ülepítés, multi-közegű szűrés, aktívszén szűrés, tárcsás szűrők, öntisztító szűrők, ultraszűrős elő-mikroszűrés, ózonos-biológiai aktív szén és lágyító előkezelés. Az előkezelési kombináció a befolyó víz minőségétől függően (bányvíz, szénkémiai zagy, települési másodlagos szennyvíz, felszíni víz) nagymértékben változik.
I. Az előkezelési folyamatok részletes összehasonlítása
1. Alvadás-Ülepedés (koaguláció tisztázása)
A folyamat elve: A PAC/PAM hozzáadása a kolloidok, lebegő szilárd anyagok, némi foszfor és nagy szerves molekulák flokkulációját okozza, ami ülepedés útján szilárd{0}}folyadék elválasztást eredményez.
Előnyök: Kiválóan eltávolítja a lebegő szilárd anyagokat, kolloidokat és zavarosságot; eltávolít néhány hidrofób szerves anyagot; kiforrott működés, alkalmas nagy{0}}projektekhez; viszonylag ellenőrizhető befektetés.
Hátrányok: Magas követelmények a reagens adagolás szabályozására; a túl sok reagens maradék alumíniumsókat és polimer flokkulálószereket vezethet be, ami közvetlenül az ultraszűrő rendszer visszafordíthatatlan eltömődését okozza; nagy iszapkibocsátás; nagy lábnyom; a flokkulációs hatás romlik az alacsony hőmérsékletű{0}}környezetben.
Tipikus befolyó kompatibilitás: felszíni víz, bányavíz, nagy-zavarosságú ipari szennyvíz.
Illesztés ultraszűréssel: A leggyakrabban használt előkezelési lépés-a külső nyomású üreges szálas ultraszűréshez; A túlzott PAM hozzáadása szigorúan tilos, mivel a maradék PAM az ultraszűrés gyilkosa.
Tervezési és működési pontok: A szennyvíz zavarosságának szabályozása 5 NTU vagy annál kisebb; szigorúan ellenőrizze a PAM adagolását, minimalizálja az anionos PAM használatát; megfelelően meghosszabbítja a pelyhesedés idejét télen alacsony hőmérsékleten.
2. Multi-média szűrés (kvarchomok + antracit)
A folyamat elve: Gravitációs nyomású szűrés, a szűrőközeg rétegre támaszkodva a finom lebegő szilárd anyagok és kolloidok felfogására.
Előnyök: Eltávolítja az ülepedés után visszamaradt finom részecskéket; stabil működés; ismerős a karbantartó személyzet számára; alkalmas nagy mennyiségű vízhez; visszamosható és regenerálható.
Hátrányok: Rossz ellenállás az ütési terhelésekkel szemben; nagy ingadozások a befolyó zavarosságban, hajlamosak a közeg elfolyására; a közeg csomósodása, és az ultraszűrő rendszerbe csomósodás után bekerülő finom homokszemcsék, amelyek megkarcolják a membránszálakat; szinte nulla az oldott szerves anyagok eltávolítási kapacitása.
Tipikus influens kompatibilitás: Alvadás és ülepítés utáni szennyvíz; bányavíz, kommunális visszanyert víz.
Ultraszűrő kompatibilitás: Szabványos elő-szűrőegység nyomás-típusú külső nyomású ultraszűréshez; nem használható egyedüli előkezelésként az ultraszűréshez.
Tervezési és karbantartási szempontok: Rendszeresen ellenőrizze a szűrőanyagot a kifolyás megelőzése érdekében; ésszerű visszamosási intenzitás biztosítása; azonnal vizsgálja meg a szennyvíz zavarosságának hirtelen növekedését, hogy megakadályozza a homok bejutását az ultraszűrő membrán házába.
3. Aktív szén szűrés (granulált aktív szén GAC)
A folyamat elve: Az adszorpció eltávolít némi huminsavat, színt és néhány hidrofób szerves anyagot.
Előnyök: Csökkenti a szerves terhelést, csökkenti az ultraszűrő rendszer szerves szennyeződését; eltávolítja a maradék klórt.
Hátrányok: Nem távolítható el a lebegő szilárd anyagok; hajlamos a mikrobiális növekedésre a működés későbbi szakaszaiban, a szennyvíz nagy mennyiségű baktériumot és biológiai törmeléket hordoz, súlyos bioszennyeződést okozva az ultraszűrő rendszerben; az aktív szén rendszeres regenerálást vagy cserét igényel; olajos influens könnyen okozhat aktív szén károsodást és csomósodást.
Tipikus befolyó kompatibilitás: Felszíni víz, némi vegyszeres szennyvíz, magas szerves tartalmú víz.
Használat ultraszűréssel: A külső nyomású ultraszűrés előkezeléssel fokozható; nem ajánlott magas olajtartalmú vagy magas SS-tartalmú szennyvízhez.
Tervezési és karbantartási szempontok: Rendszeres visszamosás; szabályozza az üres ágy érintkezési idejét; legyen figyelmes az aktívszén tartályban fellépő mikrobiális járványokra; azonnal cserélje ki az aktív szenet, ha az hatástalanná válik.
4. Ön-tisztító szűrő
A folyamat elve: Fém szűrőszűrő, online automatikus kefe/szívó szűrés, általában 50-200 μm pontossággal.
Előnyök: Teljesen automatikus folyamatos működés; kis lábnyom; nincs szükség szűrőanyag cseréjére; alkalmas nagy áramlási sebességekhez; alacsony karbantartási munkaterhelés.
Hátrányok: Csak a nagy szemcsés szennyeződéseket fogja fel, teljesen hatástalan kolloidokkal és finom lebegőanyagokkal szemben; nem csökkenti a zavarosságot; a sérült szűrőszűrő lehetővé teszi a szennyeződések közvetlen bejutását a későbbi folyamatba.
Tipikus bemeneti víz kompatibilitás: Megvédi a későbbi berendezéseket; előszűrés biztonsági okokból.
Illesztés az ultraszűréssel: Csak védelem céljából, nem az ultraszűrés fő elő{0}}kezeléseként; általában a multimédia szűrők után és az ultraszűrő biztonsági szűrő előtt helyezkednek el.
Tervezési és karbantartási pontok: A modell kiválasztásakor figyelembe kell venni az áramlási határt; rendszeresen ellenőrizze a szűrőszűrő épségét.
5. Lemezszűrő (halmozott lemezszűrő)
Eljárás elve: Műanyagtárcsás kompressziós szűrés, 5-100μm pontosság, automatikus visszamosás.
Előnyök: Nagyobb szűrési pontosság, mint a hagyományos öntisztító szűrőké{0}}; gyors visszamosás; kis lábnyom; magas fokú automatizálás.
Hátrányok: Kolloidok és oldott szerves anyagok ellen hatástalan; az olajos víz könnyen okozhat lemeztapadást és eltömődést; gyakori visszamosás magas SS-körülmények között.
Tipikus bemeneti víz kompatibilitás: Visszanyert víz, bányavíz, elő-ülepedéses szűrés után.
Illesztés az ultraszűréssel: Gyakran használják külső nyomású ultraszűrőrendszerek elő-szűrőjeként, néhány multi-médiaszűrőt helyettesítve; nem használható önmagában nagy zavarosságú bemenő vízhez.
Tervezési és karbantartási szempontok: Óvatosan használja olajos szennyvíz esetén; rendszeresen szerelje szét és ellenőrizze a szűrőtárcsa tapadását.
6. Biztonsági szűrő (Mikroszűrés, 5-10μm szűrőelem)
A folyamat elve: A szűrőelem felfogja a kemény részecskéket és a kiszivárgott szűrőanyag-törmeléket, védve az ultraszűrő membránelemet.
Előnyök: Megakadályozza a szivárgó közeg által bevitt homokot és kemény szennyeződéseket, megvédi a membránszálakat a fizikai karcolásoktól.
Hátrányok: Nem kezeli a kolloidokat vagy a szerves anyagokat; szűrőelem fogyóeszköz; a szűrőelemet ki kell cserélni, ha a nyomáskülönbség növekszik; A sérült szűrőelem közvetlenül lehetővé teszi a szennyeződések bejutását az ultraszűrő rendszerbe.
Tipikus bemeneti víz kompatibilitás: elengedhetetlen minden nyomás{0}} típusú ultraszűrő rendszerhez.
Ultraszűrő kompatibilitás: Nyomás{0}}típusú külső és belső nyomású ultraszűrő rendszerekhez szükséges; általában nem szükséges merülő MBR-ekhez, csőrendszerekhez és kerámia membránokhoz.
Tervezési és karbantartási szempontok: Nyomáskülönbség riasztás beállítása; szigorúan tiltsa meg a működést, ha a nyomáskülönbség meghaladja a határértéket; soha ne használjon sérült vagy nem megfelelő szűrőelemeket.
7. Ózon-Biológiailag aktív szén (O₃-BAC)
A folyamat elve: Az ózon nagy szerves molekulákat oxidál, majd néhány szerves anyag biológiai aktív szén hatására lebomlik.
Előnyök: Jelentősen csökkenti a befolyó szerves anyagokat, jelentősen csökkenti az ultraszűrő membrán szerves és biológiai szennyeződését; eltávolítja a színt.
Hátrányok: Magas befektetés; magas vegyszerfogyasztás működés közben; a túlzott ózondózis károsíthatja a PVDF szerves ultraszűrő membránját; komplex folyamatvezérlés; magas üzemeltetési és kezelési követelmények.
Tipikus befolyóvíz-kompatibilitás: Felszíni víz, magas szervesanyag-tartalmú kommunális visszanyert víz.
Ultraszűrő kompatibilitás: Külső nyomású ultraszűrő mély előkezelés; a maradék ózont ellenőrizni kell, mivel a membránba kerülő ózonmaradék oxidálja a PVDF membrán rostjait.
Tervezési és karbantartási szempontok: Az ózonkezelést követően elegendő gáztalanítást kell végrehajtani annak biztosítására, hogy ne kerüljön maradék ózon az ultraszűrő rendszerbe.
8. Lágyító előkezelés (gyanta/mész-nátrium-karbonátos lágyítás)
A folyamat elve: Eltávolítja a kalcium- és magnéziumkeménységet és a szilíciumot, csökkentve a vízkőképződési hajlamot.
Előnyök: Csökkenti a szervetlen lerakódást az ultraszűrő membrán felületén, miközben védi a későbbi RO rendszert.
Hátrányok: Komplex rendszer; magas reagensfogyasztás; a gyanta regenerálást igényel; fokozott sótartalom a permeátumban.
Tipikus befolyó kompatibilitás: nagy-keménységű bányavíz, nagy-keménységű ipari visszanyert víz.
Illesztés ultraszűréssel: Az előkezelés az ultraszűrés előtt választható, többnyire nagy{0}}keménységű vízhez; nem univerzális konfiguráció.
II. Javasolt előkezelési kombinációk különböző nyersvízforrásokhoz
1. Települési másodlagos biológiai szennyvíz (visszanyert víz)
Javasolt: Koagulációs ülepítés → Multi-közegszűrés → Biztonsági szűrő → Külső nyomású ultraszűrés
Főbb ellenőrzési pontok: Lebegő szilárd anyagok és mikroorganizmusok a biológiai szennyvízben; a túlzott PAM szigorúan tilos.
2. Bányavíz (magas lebegőanyag-tartalom, nagy keménység)
Javasolt: Alvadástisztítás → Multi-médiaszűrés → Lemezszűrő → Biztonsági szűrő → Külső nyomású ultraszűrés
Főbb megelőzési és ellenőrzési pontok: Szűrőközeg szivárgása a membránházba; lágyító egység adható hozzá a nagy keménység érdekében.
3. Felszíni víz (tározóvíz, magas huminsav- és szervesanyag-tartalom)
Ajánlott: Alvadás és ülepítés → Multi{0}}média → Aktívszén-szűrés → Biztonsági szűrő → Külső nyomású ultraszűrés; Nagyon magas szervesanyag-tartalom esetén ózon-BAC adható hozzá.
4. Magas olaj- és szilárdanyag-tartalmú szennyvíz (Pipeline Ultrafiltration/T-MBR)
Javasolt: Olajleválasztás-Flotáció → Koaguláció és ülepítés → Csővezetékes ultraszűrés; A csővezeték membránjai rendkívül ellenállóak a szennyeződésekkel szemben, és szükségtelenné teszik a többlépcsős finomszűrést, de az olajleválasztás és a flotáció elengedhetetlen.
5. Közvetlenül a merülő MBR-be jutó települési szennyvíz
Maga az MBR biológiai tisztítótartály egy előkezelési eljárás, amelynek elülső része főként egy szitából és egy elsődleges ülepítő tartályból áll; homokszűrés és aktív szén nem szükséges.
III. Gyakran használt tévhitek a projekt megvalósítása során
1. Az öntisztító szűrők és tárcsás szűrők az ultraszűrés egyedüli előkezeléseként, koaguláció és ülepítés vagy multi-közeg nélkül, lehetővé téve a kolloidok közvetlen bejutását a membránba, ami a nyomáskülönbség megugrását eredményezi.
2. A koagulációs rendszerbe adott túlzott mennyiségű PAM szabad szemmel nem látható, de visszafordíthatatlan szerves szennyeződést okoz az ultraszűrő membránon, és a kezdeti nyomáskülönbség nem állítható vissza, bármennyi vegyszeres tisztítást is végeznek.
3. A multi-médiás szűrőanyag összetapadása és szivárgása lehetővé teszi, hogy homokrészecskék bejussanak a membránházba, és károsítsák a membránszálakat, ami abnormális SDI-t eredményez a permeátumban.
4. Az aktívszén tartály visszamosásának hosszú távú-hiánya nagyszámú mikroorganizmus elszaporodásához vezet, ami az ultraszűrő membrán folyamatos biológiai elszennyeződését okozza.
5. Az ózon-BAC folyamat során a maradék ózon nem távolodik el teljesen, ami oxidálja a PVDF membránt és gyengíti a membránszálak szilárdságát.
6. A homokszűrők és az aktív szén hozzáadása az MBR rendszerhez szükségtelen befektetés, és növeli az eltömődés kockázatát.
Az előkezelés célja nem az, hogy a vizet úgy kezeljük, hogy az megfeleljen az ultraszűrési befolyási szabványnak, hanem annak következetes és stabil teljesítése. Az alkalmi megfelelés értelmetlen; az előkezelés értéke abban rejlik, hogy képes ellenállni a vízminőség ingadozásainak. Az ultraszűrés bizonyos mennyiségű szennyeződést elvisel, de nem képes ellenállni az előkezelés időszakos meghibásodásának.
Az előkezelés az első védelmi vonal az ultraszűrő rendszerben. A különböző ultraszűrő membránok rugalmassági szintje eltérő: a csőszerű és kerámia membránok ellenállnak a leginkább az ütéseknek; a külső nyomás alatt álló üreges szálas membránok következnek; és a belső nyomás alatt álló üreges szálas membránok a legsérülékenyebbek.
A membrán kiválasztásakor először meg kell határoznia az előkezelési kombinációt a nyersvíz minősége alapján, majd az ultraszűrő membrán konfigurációját kell választania, ahelyett, hogy egyszerűen kiválasztana egy ultraszűrő membránt, majd hozzáadna egy előkezelő rendszert.