#SUPER RO 特种反渗透膜 草甘膦蒸余和蒸馏废水 中试实验报告.docx
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#SUPERRO特种反渗透膜草甘膦蒸余和蒸馏废水中试实验报告
德国MFT特种膜
草甘膦蒸余及蒸馏废水
中试实验报告
报告编号：
MFT-20130823
项目名称：
草甘膦蒸余及蒸馏废水膜中试实验
实验日期：
2013年8月18日-8月21日
报告日期：
2013年8月23日
一、实验背景
该废水项目业主方是一家生产多种化工产品以及农药的企业，其产生的很多废水具有高盐，高COD的特点。
同时由于工艺的需要，对现有的产品母液进行高温蒸发浓缩后，其蒸出水变为了废水，这种废水具有含盐量低，有机物含量高的的特点。
针对上述两种废水：
高盐，高COD废水现有的处理工艺是进行蒸发，这样的工艺的弊端就是运行费用太高，给企业带来沉重的经济负担。
由于企业自己有完整的污水生化处理系统，需要寻求一种减少废水的蒸发量，而更多的废水通过生化系统来处理的方法，这样就很大的降低了废水吨处理的运行费用成本。
同时蒸出水由于具有低盐分高COD，且水质清澈透明的特点，可以考虑进行一定的处理使其达到冷却水的回用标准。
因此在此背景下，根据双方交流和项目推进的需要，在该化工厂厂区内对水样进行现场膜中试试验。
二、实验目的
1.使用标准膜设备，考察德国MFT特种膜SuperRO在水样中对盐及COD的去除效果和操作可行性，为推进项目和工程设计提供数据支持；
2.考察单级膜过滤处理废水效果；
3.考察不同膜浓缩倍数情况；
4.考察水质情况对膜片的污染以及清洗性能恢复情况；
三.原料来源
化工车间现场提取用于实验的水样
四、实验设备
德国MFT（美富特）移动设备MFTSM-1-1
德国MFT（美富特）标准膜设备装置MFTSM-1-1是一款移动中试实验设备，其中包括1支70公斤级和1支140公斤级的SUPERRO特种膜。
该膜系统可以根据高压管道的连接切换，实现单支膜（70bar或140bar）操作。
此系统的特点是操作简易，保证出水水质稳定，通过改变操作条件研究SUPERRO处理不同料液的可行性，收集相关实验数据，为工程项目推进提供支持。
SUPERModule（9m2）
膜片
膜片（片/支）
119
膜面积（m2/支）
9
膜片材料
改性聚酰胺复合薄膜NF或RO
膜片形状
圆形+投币式切口
导流盘
导流盘（片/支）
120
导流盘材料
ABS+玻纤增强
导流盘形状
圆形+投币式切口
外壳
外壳材料
GFK
外壳直径（mm）
254
外壳高度（mm）
915
操作重量（kg/支）
120
操作条件
最大操作压力（bar）
70（高压）
140（超高压）
操作温度（℃）
0－45
进水流量（m3/h）
0.75-1.10
压力损失（bar）
2-3
自由氯容忍度（ppm）
<0.1
五、实验日期
2013年8月18日——2013年8月21日
六、实验地点
某化工有限公司工厂
七、工艺流程图
八.工艺流程简介
达到进水要求的废水收集在原水桶中，开启进水离心泵，废水经过精密过滤器保安处理，进入高压柱塞泵。
经过加压的废水进入膜元件过滤分离，废水一分为二。
膜透过液外排或另行收集，浓水根据需要外排或者回到原水桶进行浓缩实验。
如果进行浓缩实验，由于废水经过高压泵的摩擦挤压受热，温度会累积上升。
为了维持恒定温度，流回原水桶的膜浓缩液通过板式换热器冷却。
系统设置70bar和140bar两种规格SUPERRO膜柱，并联排布，共用一台最高扬程为165m的柱塞高压泵。
通过管道的切换（为了安全考虑，这里不采用阀门设计）实现两种膜柱不同时间段的运行操作。
当原水电导值≤25000μs/cm时，建议使用70bar等级的膜柱；当原水电导值≥25000μs/cm时，建议切换使用140bar等级的膜柱。
九.实验过程
由于所有废水的电导率都小于40000μs/cm，所以选用70公斤级的膜元件进行实验。
开机前，仔细检查阀门开关状态和软管走向情况；启动设备进行实验，定时记录实验起始时间、压力、温度、流量等相关数据，最后分别取样检测浓缩液和透过液的水质指标。
在操作开始及结束时，分别测试膜的清水通量，每次启动设备先用清水运行10－15分钟，记录清水的通量、压力、脱盐率；停机前需用清水冲洗膜组件，直至电导降为进水电导，记录清水的通量、压力、脱盐率。
十.实验一：
蒸余废水膜处理实验
1.废水的特点：
此废水颜色呈红褐色，温度80摄氏度左右，pH在12左右，含盐量、COD浓度高，水体中有少量的黑色沉淀物。
2.水样的预处理：
用盐酸调pH至6-7，然后经过自然冷却一夜后，再用20微米的滤袋过滤。
3.实验记录数据
试验数据记录表
实验名称：
料液来源：
蒸余废水
实验日期：
预处理方法：
滤袋过滤
设备型号：
□MFT-SM-1-1
□MFT-SM-4-1
进水流量：
15
lpm
单只浓缩
实验人员
薛双全
□70bar
膜组件面积：
9
m2/支
时间
进水
浓水
产水
回收率
电导截留率
膜通量
备注
温度
进膜压力
进水电导率
出水压力
产水电导率
产水流量
min
℃
Mpa
kg/cm2
us/cm
kg/cm2
us/cm
lpm
%
%
lmh
29.4
1.9
15
699
17.0
6.6
210
99.06%
23.33
清水通量
9:
27
31.8
3.9
35
33215
36.0
570
155
98.28%
17.22
9:
32
32.0
3.8
35
35823
36.0
444
140
98.76%
15.56
9:
37
32.2
3.9
35
37455
36.0
456
138
98.78%
15.33
9:
42
32.4
3.9
35
39279
36.0
452
135
98.85%
15.00
9:
50
32.4
4.6
44
40691
44.0
501
170
98.77%
18.89
9:
55
32.5
4.6
44
43624
44.0
582
155
98.67%
17.22
10:
00
32.8
4.5
44
46039
44.0
657
138
98.57%
15.33
10:
07
33.0
4.6
44
47801
44.0
720
130
98.49%
14.44
10:
14
33.0
4.6
44
50371
44.0
790
120
98.43%
13.33
10:
19
33.0
5.2
50
55485
50.0
970
125
98.25%
13.89
10:
27
33.2
5.7
56
61053
56.0
839
130
98.63%
14.44
10:
32
33.2
5.9
56
66212
56.0
1164
110
98.24%
12.22
10:
35
33.2
6.7
65
68790
65.0
952
140
98.62%
15.56
10:
40
33.2
6.6
65
72091
65.0
1419
120
98.03%
13.33
10:
43
33.4
6.7
65
74410
65.0
1365
110
98.17%
12.22
10:
45
33.2
6.6
65
76464
65.0
1527
90
98.00%
10.00
10:
47
33.2
6.7
65
78602
65.0
1939
85
97.53%
9.44
10:
48
33.2
6.7
65
80032
65.0
2055
75
97.43%
8.33
13.99
平均通量
32.6
1.9
15
728
15.0
7.3
200
99.00%
22.22
清水通量
4.实验数据作图
5.实验水样图片
说明：
从左至右水样依此为原水，浓水，产水
6.数据
COD（mg/l）
PH
体积（L）
TP（mg/l）
CL-（mg/l）
TN（mg/l）
进水
7485
7.83
233
112.2
12214
112
浓水
14035
7.54
70
340
33770
131.7
产水
5939
8.37
0.21
718.52
1.22
回收率
70%
浓缩倍数
3.3
去除率
20.65%
99.81%
94.12%
98.91%
7.分析，结论及建议
1）从膜的运行上来看，本次实验使用70公斤的单只膜元件进行循环浓缩实验，共运行时间81分钟。
最高压力升至67公斤，接近膜元件能承受的最高压力，同时在保持压力基本不变，进水电导升高的情况下，通量的损失很缓慢，且最后膜的平均通量为12.99LMH，远超膜元件要求的最低通量。
2）从膜的清水通量来看，实验结束后，通过实验前后的通量数据对比可知，其通量变化不大，说明该废水对膜元件的污染情况较小。
3）从膜的出水水质来看，尽管COD的截留效果不理想，但是本废水的主要目的是对该废水进行盐分的浓缩，使其浓水含盐量尽可能的高，产水含盐量达到进生化系统的要求。
因此从电导截留率达到97%来看，其产水水质达到了本废水处理的目的。
4）结论：
从以上对膜运行及数据分析来看，此废水的膜实验达到本次实验的目的，因此SUPERRO膜可用于此废水的处理。
十一.实验二：
蒸馏废水的处理
1.废水特点：
此废水无色透明，温度60摄氏度左右，pH在12左右，COD高，由于是蒸馏废水，其COD组成主要是一些有机物小分子物质。
2.水样的预处理：
用盐酸调pH至7-8，然后通过自然冷却一夜后，用膜实验设备自带的保安过滤器来做过滤处理
3.实验记录数据
试验数据记录表
实验名称：
料液来源：
润丰蒸馏废水
实验日期：
预处理方法：
设备型号：
□MFT-SM-1-1
□MFT-SM-4-1
进水流量：
15
Lpm
单只浓缩
实验人员：
薛双全
□70bar
□140bar
膜组件面积：
9
m2/支
时间
进水
浓水
产水
回收率
电导截留率
膜通量
备注
温度
进膜压力
进水电导率
出水压力
产水电导率
产水流量
min
℃
Mpa
kg/cm2
us/cm
kg/cm2
us/cm
lpm
%
%
lmh
31.4
1.9
15
689
17.0
7.5
210
98.91%
23.33
清水通量
8:
40
34.5
1.3
10
126
17.0
86
180
31.75%
20.00
8:
44
34.4
1.9
15
129
17.0
84
230
34.88%
25.56
8:
48
34.3
1.9
15
133
17.0
82
230
38.35%
25.56
8:
53
34.1
1.9
15
138
17.0
83
230
39.86%
25.56
8:
57
34.2
1.9
15
144
17.0
83
230
42.36%
25.56
9:
05
34.1
1.9
15
157
17.0
71
230
54.78%
25.56
9:
07
34.3
1.9
15
140
17.0
71
230
49.29%
25.56
9:
13
34.0
1.9
15
152
17.0
67
230
55.92%
25.56
9:
18
34.0
1.9
15
161
17.0
66.5
230
58.70%
25.56
9:
28
34.2
1.9
15
191
17.0
70
230
63.35%
25.56
9:
36
34.3
2.0
15
230
17.0
72
225
68.70%
25.00
9:
42
34.2
2.0
15
278
17.0
75
225
73.02%
25.00
25.00
平均通量
33.0
1.9
15
710
17.0
7.3
220
98.97%
24.44
清水通量
4.实验数据作图
5.数据
数据表1
COD（mg/l）
PH
体积（L）
TN（mg/l）
NH3-N（mg/l）
进水
2800
9.82
270
80.85
48.6
浓水
4960
9.55
50
110.64
67.16
产水
2080
10.14
220
67.02
47.04
回收率
81%
浓缩倍数
5.4
去除率
17.11%
数据表2
COD（mg/l）
PH
TP（mg/l）
TN（mg/l）
CL-（mg/l）
进水
1189
8.77
1.8
22.34
359.26
浓水
1230
7.6
3.12
23.08
359.26
产水
1148
8.03
0.01
4.26
35.26
去除率
3.45%
80.93%
90.19%
说明：
数据表二是在数据表一基础上仅改变进水PH的条件下再次做的过膜实验，主要是排除数据不准确性的干扰，同时测试pH的改变是否能改变其截留效果
6.分析，结论及建议
1）从膜的运行上来看，本次实验使用70公斤的单只膜元件进行循环浓缩实验，共运行时间62分钟。
最高压力升至20公斤，远未达到膜元件能承受的最高压力，同时在保持压力基本不变，进水电导升高的情况下，通量的损失很缓慢，且最后膜的平均通量为25LMH，远超本膜元件要求的最低通量。
2）从膜的清水通量来看，实验结束后，通过实验前后的通量数据对比可知，其通量变化不大，说明膜元件污堵状态较理想。
3）从膜的出水水质来看，虽然实验数据有一定的问题，但是还是可以看出其对COD的去除效果很差，原因在于废水中COD组成部分大多数都是有机小分子物质，不容易膜拦截。
而本废水的实验目的就是要求废水达到回用标准，因此COD太高而达不到本废水的实验目的。
4）结论：
从以上的分析可以看出，虽然本膜元件的运行时没有任何问题，但是由于废水中有机小分子物质太多，而不能被反渗透级别的膜所拦截，使其出水COD不能达到回用水的要求本，因此本膜工艺对于此废水的处理并不合适。
5）建议：
根据本废水的一些特点，可以考虑用一些高级氧化技术进行处理。
比如臭氧等
十三.实验三合成废水
1.废水特点：
此废水无色透明，温度60摄氏度左右，pH在14左右，由于此水样的来源不清楚，水质情况不明，仅在取样过程中发现水体中有不能很好的溶解于水中的有机溶剂，但是在搅动过后凭肉眼不能观察出此现象。
但在PH=6-10时，废水中有大量的白色沉淀物析出，此沉淀不易被20微米的滤袋拦截。
在PH小于6时，白色沉淀物再次溶解，水体变得清澈透明。
2.水样的预处理：
用盐酸调pH至5，然后通过自然冷却一夜后，用膜实验设备自带的保安过滤器来做过滤处理
3.实验记录数据
试验数据记录表
实验名称：
料液来源：
实验日期：
预处理方法：
合成废水
设备型号：
□MFT-SM-1-1
□MFT-SM-4-1
进水流量：
15
lpm
单只浓缩
实验人员：
薛双全
□70bar
□140bar
膜组件面积：
9
m2/支
时间
进水
浓水
产水
回收率
电导截留率
膜通量
备注
温度
进膜压力
进水电导率
出水压力
产水电导率
产水流量
min
℃
Mpa
kg/cm2
us/cm
kg/cm2
us/cm
lpm
%
%
lmh
30.0
1.9
15
750
15.0
10
200
98.67%
22.22
清水通量
9:
30
31.4
4.6
44
36588
44.0
4423
160
87.91%
17.78
9:
35
31.9
4.6
44
38815
44.0
3787
150
90.24%
16.67
9:
41
32.3
4.6
44
41906
44.0
3740
138
91.08%
15.33
9:
47
32.3
5.3
50
45540
50.0
3349
160
92.65%
17.78
9:
54
32.4
5.3
50
49355
50.0
3791
140
92.32%
15.56
9:
59
32.5
5.3
50
52368
50.0
3990
120
92.38%
13.33
10:
01
32.6
5.9
57
54972
57.0
3788
150
93.11%
16.67
10:
06
32.7
6.0
57
60080
57.0
4205
125
93.00%
13.89
10:
16
33.0
6.6
63
70558
63.0
5205
120
92.62%
13.33
10:
11
32.7
6.4
62
65006
62.0
4470
130
93.12%
14.44
10:
21
33.0
6.6
63
74939
63.0
5694
100
92.40%
11.11
10:
23
33.0
6.6
63
77808
63.0
5677
60
92.70%
6.67
10:
24
33.0
6.6
63
78228
63.0
6030
60
92.29%
6.67
13.79
平均通量
32.0
1.9
15
770
15.0
30
170
96.10%
18.89
清水通量
31.4
2.0
15
780
15.0
11
180
98.59%
20.00
碱洗通量
4.实验数据作图
5.数据
COD（mg/l）
PH
体积（L）
TN（mg/l）
CL-（mg/l）
进水
2296
2.52
171
228.83
13651
浓水
3940
3.27
51
300.96
37722.3
产水
196
2.56
15.96
9700.02
回收率
70%
浓缩倍数
3.4
去除率
91%
93%
29%
6.分析结论及建议
1）从膜的运行上来看，本次实验使用70公斤的单只膜元件进行循环浓缩实验，共运行时间56分钟。
最高压力升至66公斤，已接近膜元件能承受的最高压力，同时在保持压力基本不变，进水电导升高的情况下，膜的通量在实验前阶段较为缓慢，但是在实验后阶段其通量衰减较快速。
且最后膜的平均通量为13.79LMH，远超膜元件要求的最低通量。
2）从膜的清水通量来看，实验结束后，通过实验前后的通量数据对比可知，其通量变化较大，说明本膜元件在运行中有一定的污堵。
由于对水质来源不清楚，不好判断污堵原因，但是从最后浓水水面上漂浮的有点像油状的物质来看，可能是有机溶剂达到过饱和析出，而浮于水面上，造成污堵的原因之一。
3）从膜的出水水质来看，不管是电导还是COD都达到了一个良好的截留状态，且本废水实验的目的是对废水进行脱盐处理，其产水进入生化，而节省蒸发废水的运行费用，因此仅从这方面讲此SUPERO膜是完全能够处理好此废水的。
4）结论及建议：
从以上的分析可以看出，SUPER膜元件对废水处理的效果无太大问题，主要是膜在运行中出现一定的污堵现象，有些有机溶剂在膜在工程长期运用时，会对产生破坏作用，因此此废水处理和否，需要了解清楚此废水来源及性质后，再做决定。
5）
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