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焦化廢水處理工藝五大關(guān)鍵疑問:加藥的最佳配比、活性炭吸附、膜污染及處置方法、膜系統(tǒng)的污染防控
發(fā)布時(shí)間:2025-09-15

焦化廢水處理工藝五大關(guān)鍵疑問解答


加藥方案有沒有最佳配比?:“為達(dá)到最佳混凝效果并保護(hù)后續(xù)膜系統(tǒng),聚鐵和PAM的投加量應(yīng)參照一些關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。”

出水為何要加上述藥劑?:“投加聚鐵和PAM,主要目的是為了深度去除生化出水中殘留的膠體、色度及部分溶解性有機(jī)物,以減輕后續(xù)UF/RO膜的污染負(fù)荷?!?/span>

如何防止UF/RO的鐵污堵?:“既然聚鐵停不了(可能是混凝效果需要,或其他原因),那咱們就想盡辦法在鐵離子到達(dá)膜系統(tǒng)前“逮住”它,或者讓它變得不容易堵膜。”

已經(jīng)堵了的UF/RO膜又該如何清洗?:“關(guān)鍵是判斷主要污染物類型(鐵污染是重點(diǎn)!),然后對癥下藥。清洗通常分酸性清洗和堿性清洗,鐵污染主要靠酸洗。”

鐵離子和其它什么物質(zhì)還會生成對膜損傷的物質(zhì)?:“鐵離子(Fe3?/Fe2?)是個(gè)“活躍分子”,在水里很容易和其他“小伙伴”發(fā)生反應(yīng),生成更難纏的堵膜物質(zhì)?!?/span>


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一、根據(jù)焦化廢水特性,給出活性炭,聚鐵,PAM,液堿(pH)的最佳配比。

關(guān)于這個(gè)問題,很難找到一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的“標(biāo)準(zhǔn)答案”。原因在于:焦化廢水的水質(zhì)波動極大(不同工廠、不同生產(chǎn)工序、甚至不同時(shí)段都存在顯著差異),且每個(gè)處理站的工藝細(xì)節(jié)、設(shè)備型號及運(yùn)行狀況也千差萬別。因此,真正的“最佳配比”必須通過實(shí)驗(yàn)室小試(如燒杯實(shí)驗(yàn)) 并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際調(diào)試來最終確定!不過,我們可以提供一個(gè)大致的參考范圍和選擇原則,以此為起點(diǎn),幫助您摸索出適合自身工況的“最佳點(diǎn)”。


1. 活性炭:

目的:是吸附生化出水中殘留的溶解性難降解有機(jī)物(如酚類、雜環(huán)化合物及部分氰化物),有效降低COD,特別是去除對后續(xù)膜系統(tǒng)有害的小分子污染物。

配比范圍:其投加量通常在200-1000 mg/L之間,甚至更高,具體取決于:

  • 生化出水COD濃度及目標(biāo)去除率;

  • 活性炭種類:粉末活性炭(PAC)吸附效率高但難回收,顆?;钚蕴浚℅AC)可再生但吸附速率較慢;

  • 接觸時(shí)間與混合條件。

小試方法:建議通過燒杯試驗(yàn)確定最佳投加量,在生化出水中分別投加不同濃度PAC(如200、400、600、800、1000 mg/L),經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁?0-60分鐘)并沉淀過濾后測定COD,根據(jù)去除效果與成本平衡選擇合適劑量。若COD削減要求較高,需進(jìn)一步提高投加量。

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2. 聚合硫酸鐵(PFS) / 聚氯化鐵(PFC):


目的:聚鐵(PFS/PFC)作為混凝劑,其作用是通過水解產(chǎn)生帶正電的多核羥基絡(luò)合物,中和水中膠體和懸浮顆粒表面的負(fù)電荷,使其脫穩(wěn)并聚集形成易于沉降的礬花。該過程可有效去除磷酸鹽、膠體COD、色度,并對部分有機(jī)物起到包裹共沉作用。

配比范圍:投加量通常范圍為 50 - 300 mg/L(以商品濃度計(jì),需根據(jù)有效成分折算),具體取決于:

  • 水中膠體與懸浮物濃度;

  • 磷酸鹽的去除需求;

  • 出水殘留鐵的控制要求。

小試方法:建議通過燒杯實(shí)驗(yàn)確定,在活性炭處理后水樣中,于快速攪拌下投加不同劑量聚鐵(如50、100、150、200、250 mg/L),快攪1-2分鐘,再慢攪10-15分鐘模擬絮凝,靜置沉淀30分鐘后觀察礬花形態(tài)、沉降性能及上清液濁度、SS和總鐵殘留。目標(biāo)是以最低有效投加量實(shí)現(xiàn)礬花密實(shí)、沉降迅速、上清液清澈且殘留鐵低的效果,切忌過量投加,以免造成鐵離子二次污染。


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3. 聚丙烯酰胺(PAM):


目的:PAM作為絮凝劑(助凝劑),其主要功能是通過高分子鏈的吸附架橋與網(wǎng)捕卷掃作用,將聚鐵形成的微小礬花迅速聚集為更大、更密實(shí)的絮體,從而顯著加速沉降、提升沉淀效果并降低污泥含水率。

配比范圍:其投加量通常極低,范圍在 0.5 - 5 mg/L 之間,具體取決于:

  • PAM的分子量與離子度(常用陰離子型);

  • 已形成礬花的特性及水體負(fù)荷。

小試方法:推薦通過小試確定最佳劑量:在聚鐵最佳投加并快攪完成后,于慢攪起始階段投加不同梯度PAM(如0.5、1、2、3、4 mg/L),觀察絮體增大與密實(shí)程度、沉降速度、上清液澄清度及最終污泥體積。目標(biāo)是以最低投加量實(shí)現(xiàn)最優(yōu)絮凝沉降效果。需嚴(yán)格避免過量投加,否則可能引起膠體復(fù)穩(wěn)、溶解性有機(jī)物增多,反而加劇后續(xù)膜污染風(fēng)險(xiǎn)。


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4. 液堿(NaOH) - pH回調(diào):


目的:聚鐵(PFS/PFC)在水解混凝過程中會消耗水體堿度,導(dǎo)致pH顯著下降(通常降至4-6)。pH過低不僅會影響其水解形態(tài)與混凝效率(最佳pH范圍為6-8),還可能腐蝕后續(xù)管道設(shè)備,并對生物處理或膜系統(tǒng)運(yùn)行造成不利影響。因此需投加堿進(jìn)行pH回調(diào),目標(biāo)一般為中性或弱堿性(7.0-7.8)。

配比范圍:該段工藝不存在固定投加配比,回調(diào)量完全取決于聚鐵投加量、原水堿度及混凝后實(shí)際pH。

控制方法:必須安裝在線pH計(jì),通常設(shè)于絮凝沉淀池出水或回調(diào)池中,依據(jù)實(shí)時(shí)pH數(shù)據(jù)自動或手動調(diào)節(jié)堿投加,將pH精確穩(wěn)定于目標(biāo)范圍(如7.2-7.5)。應(yīng)嚴(yán)格避免過度回調(diào),因高pH(>8.5)會使水中殘留鐵離子形成膠體氫氧化鐵,難以沉淀去除,顯著增加后續(xù)膜系統(tǒng)的污染風(fēng)險(xiǎn)。


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總結(jié)配比要點(diǎn):

配比操作的核心原則是“按需投加,動態(tài)調(diào)整”,不存在普遍適用的固定比例。

關(guān)鍵手段在于必須進(jìn)行燒杯試驗(yàn),并定期(尤其在水質(zhì)波動時(shí))重新試驗(yàn)與優(yōu)化。

需特別注意:PFS是鐵離子的主要引入源,務(wù)必通過試驗(yàn)確定其最低有效投加量。

pH回調(diào)應(yīng)做到精確控制,嚴(yán)格避免pH值過低或過高,以保障后續(xù)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。




二、該工藝中依次投加活性炭、聚鐵、PAM及液堿,各自的核心處理目的與協(xié)同作用是什么?


1. 投加活性炭


生化出水中仍含有大量“頑固”污染物——包括溶解性且難生物降解的有機(jī)物,如酚類、多環(huán)芳烴、含氮雜環(huán)化合物及部分氰化物等。這些物質(zhì)不僅COD含量高、潛在毒性強(qiáng),還易造成精密UF/RO膜的污染與堵塞?;钚蕴繎{借其高度多孔的結(jié)構(gòu),如同一個(gè)高效吸附海綿,能夠?qū)⑦@些“漏網(wǎng)之魚”捕獲并固定于其表面,從而有效降低COD、色度及毒性,為后續(xù)膜系統(tǒng)提供關(guān)鍵保護(hù)。相當(dāng)于在膜前端設(shè)置了一道“深度防護(hù)”屏障。

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2. 投加聚鐵(PFS/PFC)


經(jīng)過活性炭吸附后,水中仍存在許多“小團(tuán)伙”污染物,包括膠體顆粒、細(xì)微懸浮物、部分乳化油、磷酸鹽以及某些不易被活性炭吸附的有機(jī)物。投加聚合硫酸鐵后,其在水中水解生成一系列帶強(qiáng)正電荷的“抓捕組分”(如多核羥基絡(luò)合物[Fe?(OH)?]??、[Fe?(OH)?]??等)。這些組分能夠中和帶負(fù)電的“小團(tuán)伙”的表面電荷(使其脫穩(wěn)),并通過吸附架橋與網(wǎng)捕卷掃作用,將它們聚集結(jié)合成肉眼可見的“大泥團(tuán)”(礬花)。如此一來,便可通過沉淀或氣浮實(shí)現(xiàn)物理分離,有效去除濁度、懸浮物、膠體COD和總磷。這一過程相當(dāng)于將分散的細(xì)小污染物聚集成大集團(tuán),從而一網(wǎng)打盡。


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3. 投加PAM


聚鐵形成的礬花往往不夠大且結(jié)構(gòu)松散,導(dǎo)致沉降緩慢、效率偏低,或在流動擾動下易發(fā)生破碎。PAM作為一種長鏈高分子聚合物(常為陰離子型),如同無數(shù)“強(qiáng)力粘合劑”與“網(wǎng)狀收集器”,其分子長鏈可同時(shí)吸附多個(gè)礬花,通過吸附架橋作用將它們緊密捆綁,形成更大、更密實(shí)、更堅(jiān)固的絮團(tuán)。此舉顯著加快沉降速度,提升沉淀效果,使上清液更清澈,污泥更為密實(shí)(降低含水率)。簡言之,PAM進(jìn)一步強(qiáng)化了聚鐵所形成的礬花,確保沉淀分離過程高效且徹底。


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4. 投加液堿回調(diào)pH


聚鐵在水解過程中會釋放大量H?,消耗水中的堿度(如HCO??),導(dǎo)致pH值迅速下降至4-6的酸性范圍。這種酸性環(huán)境會引發(fā)多方面問題:

  1. 降低混凝效果:聚鐵在pH 6-8時(shí)混凝效能最佳,pH過低會使水解產(chǎn)物電荷減弱、形態(tài)改變,導(dǎo)致對膠體和懸浮物的捕捉效率顯著下降;

  2. 加劇設(shè)備腐蝕:酸性水質(zhì)對金屬管道和混凝土構(gòu)筑物具有強(qiáng)腐蝕性,增加設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)及維護(hù)成本;

  3. 影響膜系統(tǒng)運(yùn)行:多數(shù)反滲透膜適宜在中性pH條件下工作,低pH環(huán)境易造成膜材料不可逆損傷;

  4. 引起二次結(jié)垢隱患:酸性條件下溶解的鐵離子在后續(xù)工藝pH升高時(shí)(如進(jìn)入膜系統(tǒng))更易形成沉淀,導(dǎo)致膜污染。

因此,將pH回調(diào)至中性范圍(7-7.8),既有助于聚鐵充分發(fā)揮混凝效能,也能保護(hù)處理設(shè)施,并為后續(xù)膜工藝提供穩(wěn)定、安全的水質(zhì)條件。


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三、鑒于前端聚鐵投加是現(xiàn)有工藝的必要環(huán)節(jié),我們應(yīng)如何設(shè)計(jì)和強(qiáng)化后續(xù)處理單元,才能有效管理鐵離子穿透所帶來的膜污染風(fēng)險(xiǎn),保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行?


既然聚鐵投加不能停(可能出于混凝需求或其他工藝原因),我們就必須千方百計(jì)在鐵離子抵達(dá)膜系統(tǒng)前將其“捕獲”,或使其轉(zhuǎn)化為不易污染膜的形式:


1. 優(yōu)化聚鐵投加量:

必須嚴(yán)格執(zhí)行燒杯試驗(yàn):定期(建議每周或更頻,尤其在進(jìn)水水質(zhì)波動時(shí))采集當(dāng)前生化出水與活性炭處理后的水樣進(jìn)行混凝燒杯試驗(yàn)。關(guān)鍵目標(biāo)是確定形成優(yōu)質(zhì)礬花(大、密實(shí)、沉降快)所需的最小聚鐵投加量。此舉是從源頭控制鐵離子輸入的最有效途徑,許多現(xiàn)場運(yùn)行中存在聚鐵嚴(yán)重過量投加的問題。

2. 強(qiáng)化沉淀/澄清效果:

必須確保沉淀池或澄清池的水力負(fù)荷(表面負(fù)荷率)處于設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)。負(fù)荷過高會導(dǎo)致沉降時(shí)間不足,造成污泥流失。

同時(shí)需優(yōu)化排泥操作:排泥應(yīng)及時(shí)且適量。污泥在池底積存過久可能發(fā)生厭氧反應(yīng),使Fe3?還原為溶解性更強(qiáng)的Fe2?,重新溶出;排泥不足也會導(dǎo)致污泥層抬高,影響出水水質(zhì)。

可考慮投加助沉劑,如在沉淀池入口投加微砂或活化硅酸等助凝劑,以加速礬花沉降,提升效率,減少含鐵絮體殘留。

如條件允許,可升級沉淀設(shè)施,如改造為斜板/斜管沉淀池或高效澄清池(如DensaDeg?),這類措施能顯著提高固液分離效果與出水品質(zhì)。

3. 增加精密過濾/保安過濾:

需要強(qiáng)化多介質(zhì)過濾器/活性炭過濾器的運(yùn)行效果:通過定期反沖洗和保持合理的濾料級配,確保其能夠有效截留沉淀池出水中穿漏的微小含鐵絮體。

此外,應(yīng)在超濾(UF)/反滲透(RO)系統(tǒng)進(jìn)水前增設(shè)高精度保安過濾器(如1-5μm孔徑的袋式或?yàn)V芯式過濾器),作為末端物理屏障,徹底攔截殘余含鐵顆粒。必須重視濾芯或?yàn)V袋的頻繁更換!

4. 化學(xué)法去除/穩(wěn)定溶解性鐵:

為確保膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,可針對殘留鐵離子采取以下化學(xué)控制措施:

氧化法:若沉淀池出水含較多易溶的Fe2?,可在后續(xù)工藝投加強(qiáng)氧化劑(如NaClO或H?O?),將其氧化為易沉淀的Fe3?,從而通過過濾或調(diào)節(jié)pH形成Fe(OH)?去除。須嚴(yán)格控制投加量與位置,避免氧化劑殘留損傷RO膜(需后續(xù)脫氯)或產(chǎn)生其他副影響。

螯合/分散法:在超濾或反滲透進(jìn)水端投加鐵離子專用螯合劑(如ATMP、HEDP等有機(jī)膦酸)或分散劑,使其與鐵形成可溶性絡(luò)合物,阻止鐵在膜表面結(jié)垢沉積。該法廣泛有效,但需注意選用膜兼容藥劑并精確控制投加量,以免造成二次污染或水體富營養(yǎng)化;長期使用時(shí)也需注意其效能可能受水中其他離子干擾。

5. 調(diào)整UF/RO運(yùn)行參數(shù)(緩解):

為提高膜系統(tǒng)抗鐵污染能力,可采取以下運(yùn)行優(yōu)化措施:提升錯(cuò)流流速以增強(qiáng)膜面沖刷,抑制污染物沉積;適當(dāng)降低系統(tǒng)回收率,避免濃水側(cè)鐵離子濃度過高;同時(shí)確保前端沉淀、過濾等預(yù)處理單元處于最佳運(yùn)行狀態(tài),以減輕終端膜處理負(fù)荷。

6. 監(jiān)測與預(yù)警:

必須加強(qiáng)關(guān)鍵點(diǎn)水質(zhì)監(jiān)測:定期檢測沉淀池出水及UF/RO進(jìn)水中的總鐵含量,并設(shè)定明確的預(yù)警值與行動限值。

同時(shí)需持續(xù)監(jiān)測污染指數(shù)(SDI),該指標(biāo)可有效評估RO膜遭受膠體(含鐵膠體)污染的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)確保UF/RO進(jìn)水SDI??始終小于3,理想情況下控制在1以下。




四、已經(jīng)堵了的膜應(yīng)該如何清洗?

膜堵了先別急,核心是準(zhǔn)確判斷主要污染物類型(尤其要警惕鐵污染?。?,再針對性處理。清洗一般分為酸性和堿性兩種方式,而除鐵污染主要依靠酸洗。


1. 診斷污染類型

觀察:拆下膜元件端蓋,查看端面顏色,紅褐色或鐵銹色沉積物是鐵污染的典型特征。

分析:刮取污染物進(jìn)行成分分析(如XRF、ICP),確認(rèn)鐵含量,并結(jié)合系統(tǒng)壓差、產(chǎn)水量和脫鹽率的變化趨勢進(jìn)行綜合判斷。

經(jīng)驗(yàn):需結(jié)合前期工藝情況(如聚合氯化鐵投加歷史、進(jìn)水鐵含量等)輔助確認(rèn)污染成因。

2. 清洗方案(針對鐵污染為主)

酸性清洗是清除無機(jī)垢和金屬氧化物(如鐵、鋁、鈣、鎂等)的首選方法。常用清洗劑包括:

檸檬酸(1-3%,pH 2-4)溫和高效,除鐵效果良好。常與氨水復(fù)配為檸檬酸銨(pH 3-4),可增強(qiáng)清洗效果并減少鈣鹽沉淀,適宜溫度40–45°C。

草酸(0.5-2%,pH 2-4)對氧化鐵垢溶解能力強(qiáng),但腐蝕性較高,對某些膜材料存在風(fēng)險(xiǎn),須嚴(yán)格按廠商要求控制條件,清洗后務(wù)必徹底沖洗。

鹽酸(0.1-0.5%,pH 1.5-2.5)溶解力強(qiáng)且成本低,但腐蝕性極強(qiáng),需嚴(yán)格控制濃度、pH、溫度(<35°C)與時(shí)間。建議僅在廠商允許時(shí)使用,清洗后必須沖至中性。

專用低pH清洗劑:通常含緩蝕劑和表面活性劑,安全性高、效果穩(wěn)定,推薦優(yōu)先選用。

清洗步驟如下:

①低壓沖洗:使用無余氯的RO或UF產(chǎn)水沖洗系統(tǒng),清除松散污染物。

②配置清洗液:用無余氯的RO/UF產(chǎn)水按嚴(yán)格比例配制,注意加藥順序(先水后酸),調(diào)節(jié)好pH與溫度,操作時(shí)需佩戴防護(hù)裝備。

③低流量循環(huán)與浸泡:以低流量(如廠家建議的一半)循環(huán)清洗液,待顏色明顯變深或濃度下降后停止循環(huán),浸泡約30-60分鐘,期間可間歇循環(huán)。

④中等流量循環(huán):浸泡結(jié)束后,轉(zhuǎn)為中等流量(按廠商推薦)再循環(huán)30-60分鐘。

⑤沖洗:用無余氯的RO/UF產(chǎn)水徹底沖洗,直至排水pH、電導(dǎo)率接近進(jìn)水,且無泡沫無色。此步非常關(guān)鍵。

⑥可選堿性清洗:若存在有機(jī)或生物污染,需在酸洗后進(jìn)行堿洗(如NaOH+EDTA,pH 10-12),順序不可顛倒,以免加重鐵污染。

⑦最終沖洗:再次徹底沖洗至系統(tǒng)出水合格。

⑧運(yùn)行檢查:恢復(fù)正常運(yùn)行,評估壓差、產(chǎn)水量和脫鹽率是否恢復(fù)。

3. 重要原則

安全操作至關(guān)重要!請?jiān)谕L(fēng)良好的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,并全程穿戴好防護(hù)服、護(hù)目鏡和手套。

務(wù)必遵循膜廠商提供的清洗指南,不同品牌和型號的膜元件對化學(xué)品的耐受性可能存在顯著差異。

操作前應(yīng)先徹底沖洗系統(tǒng),防止化學(xué)品與污垢發(fā)生不可控反應(yīng);清洗完成后也需充分沖洗,以避免化學(xué)殘留損傷膜性能或影響產(chǎn)水品質(zhì)。

注意控制清洗液溫度,一般不宜超過 45°C(除非清洗配方有特殊要求)。

過程中應(yīng)密切監(jiān)測 pH 值及清洗液的顏色、濁度變化。

若污染嚴(yán)重或多次清洗仍未恢復(fù)性能,建議采用離線化學(xué)清洗(CIP)或聯(lián)系專業(yè)服務(wù)人員處理。


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五、哪些物質(zhì)會與鐵離子反應(yīng)并產(chǎn)生對膜具有破壞性的產(chǎn)物?能否列舉幾個(gè)實(shí)例,同時(shí)提供相應(yīng)的解決方案?

鐵離子(Fe3?/Fe2?)性質(zhì)活潑,在水中極易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成更復(fù)雜且難以清除的污染物,加劇膜堵塞問題。

1. 鐵 + 硅 (溶解性硅Si(OH)?)

生成物主要為硅酸鐵(如Fe?(SiO?)、FeSiO?)或含鐵硅膠體。這類物質(zhì)危害顯著,因其結(jié)構(gòu)異常堅(jiān)硬致密,且極難溶解,易在膜表面形成頑固結(jié)垢。一旦沉積,會如一層“鎧甲”般緊密覆蓋于膜上,嚴(yán)重阻礙通量并大幅降低清洗效果。常規(guī)酸洗手段(如檸檬酸、草酸)對其幾乎無效。高硅、高鐵、高pH(>8)及高濃縮倍數(shù)等條件會顯著增加結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)對策略需從多維度入手:

源頭控制:優(yōu)先在預(yù)處理階段去除鐵和硅??赏ㄟ^優(yōu)化混凝沉淀過程(合理控制聚鐵投加量與pH)除鐵;針對除硅,可在RO前端投加兼具鐵、硅抑制功能的專用阻垢劑/分散劑;若系統(tǒng)硬度同時(shí)偏高,可考慮采用石灰軟化法,利用高pH環(huán)境沉淀析出硅酸鈣/鎂;必要時(shí)也可選用熱法除硅(如鎂劑除硅),但成本較高。

運(yùn)行管理:嚴(yán)格控制RO回收率,避免濃水側(cè)鐵、硅濃度及pH過高,維持較低的LSI或S&DSI指數(shù)。

清洗恢復(fù):若已形成硅酸鐵垢,清洗極為困難??蓢L試采用高溫(<45℃)下高pH堿洗結(jié)合螯合劑(如NaOH與Na-EDTA或?qū)S霉枨逑磩╅L時(shí)間循環(huán)浸泡,通過EDTA螯合鐵、高堿環(huán)境溶解硅。在極端情況下,可考慮氟化物清洗(如氫氟酸或氟化銨),但該方法風(fēng)險(xiǎn)極高:HF具劇毒和強(qiáng)腐蝕性,可損傷玻璃、陶瓷及金屬部件,并對RO膜構(gòu)成重大威脅。嚴(yán)禁非專業(yè)操作,必須由具備資質(zhì)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)在嚴(yán)密防護(hù)與專用設(shè)備下實(shí)施,且需獲得膜廠商正式許可,僅作為最終補(bǔ)救手段。

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2. 鐵 + 硫化物 (S2?, HS?)

生成物主要為硫化亞鐵(FeS),其危害顯著。FeS通常以極細(xì)小、粘稠的膠體或黑色絮狀/泥狀沉淀形式存在,易牢固附著于膜表面及膜通道內(nèi),形成強(qiáng)粘性污染層,引起壓差急劇上升。更棘手的是,F(xiàn)eS不溶于普通酸,因此常規(guī)酸洗方法基本無效。此類污染物常見于焦化廢水,硫化物可能來源于含硫化合物降解或硫酸鹽還原菌(SRB)的代謝活動。

應(yīng)對策略需系統(tǒng)性地從以下幾方面著手:

源頭控制——去除硫化物:最有效的措施是在預(yù)處理階段(如混凝前)投加氧化劑(如NaClO、H?O?或KMnO?),將S2?徹底氧化為高溶解性、不易結(jié)垢的SO?2?。同時(shí)在生化處理單元應(yīng)維持良好好氧條件,抑制硫酸鹽還原菌活性,減少硫化物生成。

抑制Fe2?形成:避免沉淀池出現(xiàn)厭氧狀態(tài),及時(shí)排泥,防止Fe3?被還原為易與S2?反應(yīng)的Fe2?。

污染后的清洗:若已發(fā)生FeS污堵,清洗難度較大??芍?jǐn)慎嘗試以下方法:

強(qiáng)氧化清洗:采用高濃度NaClO溶液,將FeS氧化為可溶性硫酸鹽和Fe3?(后續(xù)可能需再酸洗除鐵)。但須特別注意:該方法僅適用于耐氧化膜(如醋酸纖維素膜),而對主流聚酰胺復(fù)合膜絕對禁止使用;

專用還原劑/螯合劑清洗:部分商用清洗劑含還原成分及表面活性劑,可能有助于分散和去除FeS,建議根據(jù)膜類型咨詢藥劑供應(yīng)商選用;

物理清洗:超濾(UF)可加強(qiáng)反洗及氣擦洗緩解污染,但對RO膜效果有限。

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3. 鐵 + 磷酸鹽 (PO?3?)

生成物主要為磷酸鐵(FePO?),這是一種難溶性沉淀,易在膜表面形成結(jié)垢。雖然其硬度通常低于硅酸鐵垢,但仍會顯著降低系統(tǒng)通量。該問題常見于采用化學(xué)除磷的廢水系統(tǒng)(例如使用聚合硫酸鐵(PFS)作為混凝劑時(shí),其本身即具有除磷功能)。

應(yīng)對此類結(jié)垢需采取以下措施:

優(yōu)化前端除磷效果:關(guān)鍵是在預(yù)處理階段(如混凝沉淀)高效去除磷酸鹽,通過精確控制聚鐵及PAM的投加量和反應(yīng)條件,提升沉淀效率,盡量減少鐵離子殘留。

施用專用阻垢劑:在RO系統(tǒng)中投加可同時(shí)抑制磷酸鹽和鐵沉積的復(fù)合型阻垢劑,防止?jié)馑畟?cè)生成FePO?沉淀。

清洗恢復(fù):若已發(fā)生污染,磷酸鐵垢對酸性清洗(如檸檬酸、鹽酸或草酸)響應(yīng)良好,相對易于去除,可采用常規(guī)酸洗程序進(jìn)行恢復(fù)。

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4. 鐵 + 腐殖酸/富里酸 (天然有機(jī)物NOM)

生成物主要為鐵-有機(jī)絡(luò)合物或膠體,其危害在于鐵離子易與水中的天然有機(jī)物(如腐殖酸、富里酸等)結(jié)合,形成穩(wěn)定且?guī)в蓄伾娜芙庑越j(luò)合物或細(xì)微膠體。這類物質(zhì)粒徑較小,超濾(UF)難以完全去除,卻極易在反滲透(RO)膜表面吸附和沉積,形成粘附性強(qiáng)、難以清洗的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合污染層,顯著增加清洗難度。

應(yīng)對此類污染需采取以下綜合措施:

強(qiáng)化預(yù)處理:核心是有效去除有機(jī)物,可通過優(yōu)化活性炭吸附(作為主要手段)和強(qiáng)化混凝(如合理投加聚鐵/PAM)實(shí)現(xiàn),最大限度降低可絡(luò)合有機(jī)物含量。

氧化破絡(luò):在混凝前或活性炭處理后投加氧化劑(如臭氧O?或采用高級氧化工藝AOPs),破壞大分子有機(jī)物結(jié)構(gòu),減弱其與鐵的絡(luò)合能力,并提高其可混凝性與可吸附性。需注意控制氧化條件,避免有害副產(chǎn)物產(chǎn)生,并確保膜材料耐受性。

污染后清洗:通常需組合清洗策略,先進(jìn)行堿洗以分解去除有機(jī)污染部分,再通過酸洗溶解去除鐵質(zhì)部分,從而恢復(fù)膜性能。

鐵離子是水處理系統(tǒng)中典型的“麻煩制造者”,極易與硅(Si)、硫(S)、磷(P)及有機(jī)物(NOM)等成分結(jié)合,形成更難清除、更難清洗的復(fù)合污染物。應(yīng)對此類問題的根本策略在于系統(tǒng)性的防控結(jié)合精準(zhǔn)處理:

源頭控制是關(guān)鍵:應(yīng)精確優(yōu)化混凝劑(如聚鐵)的投加,堅(jiān)決避免鐵過量;同時(shí)強(qiáng)化預(yù)處理工藝(包括混凝、沉淀、過濾和吸附),有效去除鐵及其易結(jié)垢的“伙伴”(如硅、硫、磷和天然有機(jī)物)。

全過程指標(biāo)監(jiān)控:須對沉淀池出水、超濾(UF)及反滲透(RO)進(jìn)水等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的鐵、硅、硫化物、磷酸鹽和污染指數(shù)(SDI)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

科學(xué)投加化學(xué)藥劑:合理運(yùn)用氧化劑(如將S2?氧化為SO?2?)、螯合分散劑(用于穩(wěn)定溶解態(tài)鐵)以及專用阻垢劑(重點(diǎn)抑制Fe-Si、Fe-P垢),以化學(xué)手段延緩沉積。

優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行條件:嚴(yán)格控制UF與RO單元的運(yùn)行參數(shù),包括回收率、流速和pH值,從水力條件上減輕結(jié)垢傾向。

污染后精準(zhǔn)清洗:若污染已經(jīng)發(fā)生,須準(zhǔn)確判斷污染物類型,并據(jù)此選擇匹配的清洗藥劑(如酸、堿、螯合劑或氧化劑)和清洗流程,實(shí)現(xiàn)有效恢復(fù)。



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