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废旧反渗透膜的出路,渗滤液DTRO换膜服务

2020-08-18来源:四川浦清作者:四川浦清

一.反渗透膜市场分析及现状

反渗透过滤技术因其具有常温、无相变、能耗低、占地面积小、无环境污染、适用水质广等优点,自问世以来就倍受业界青睐,得到了快速的发展,特别是近年来在水资源严重缺乏,水污染、环境污染严重,污水处理、水质净化等迫切需要及政府政策支持的情况下,反渗透技术得到了高速发展,被广泛应用于锅炉补给水、工业纯水、海水淡化、市政给水与污水处理领域,在石油、电力、冶金、化工、电子、制药、食品等多个工业行业中也得到充分发展,成为重要的高效节能工程操作单元,实现可持续发展战略的重要组成部份。


反渗透膜应用

相对而言,中国的反渗透膜(DTRO膜维修、换膜)技术起步较晚,直到90年代末期中国才开始打破国外垄断,掌握反渗透的生产技术,市场占有率低,据统计,DOW陶氏膜占据中国反渗透膜市场最大份额,其主要销售给国内大型膜使用企业,其次是HYDRANAUTICS海德能膜,主要销往中小型企业,这两者占据中国反渗透膜市场50%左右的份额,另外美国KOCH GE、日本TORAY东丽膜和世韩CSM膜也在中国的膜市场分得一杯羹。近年来,由于中国膜技术的不断发展、产品质量提高,越来越多的中国制造膜进入市场,预计“十三五”我国膜工业发展目标是,年均增长率将达到或超过20%,到“十三五”末产值规模再翻番,达到2500亿~3000亿元,膜产品出口产值每年超过100亿元。

目前全球每年生产的反渗透膜元件有数百万支,中国反渗透膜市场需求广,初步统计,消纳量约占全球10%,且在逐年上升,据业内人士分析预测,我国膜市场需求将以每年20%左右的速度递增。然而反渗透膜在分离过程中,容易被污染或机械损伤,造成其去除率和产水量的大幅度下降,导致无法发挥正常效能,其使用寿命一般是2-3年左右,属于易耗品。因此,国内每年约有数十万支膜元件因性能下降而被废弃,且随着反渗透市场的不断壮大,这一数据在不断的被刷新。这些废弃的反渗透膜因其材料几乎不可在自然条件下被降解,若处置不当,不仅污染了环境也浪费了资源。如何处置这数量庞大的废旧反渗透膜成为业界的一大难题!

二.废弃反渗透膜的出路

目前,对于废弃反渗透膜常见的处理方式有两种,一是作为固废垃圾处置,二是小部分再生利用(目前市面上也出现有不少收售二手膜的单位或个人http://www.pqwater.com,值得注意的是,再生膜应当完善相应的标示,避免以旧冲新、以次充好的不道德行为出现)。前者不仅增加了环境压力,增加了废弃物处理成本,同时也浪费了资源,而实现废弃卷式反渗透膜元件的再生与再利用,不仅减少了废弃膜元件的数量,降低了废弃膜元件的处理成本。是一种有效的处理方式,同时也符合国家关于废弃物资源化的政策要求。因此,废弃反渗透膜的出路关键在再生利用。据不完全统计仅2007年国内废弃的膜元件超过22万支,这些具有一定性能水平且有一定恢复可能的膜元件大量废弃,已成为膜技术领域中的一大浪费,能否使废弃膜元件得到有效再生,已成为业界的重要课题之一,目前,已有不少学者针对此问题进行废弃反渗透膜元件资源化即再生反渗透膜超滤、纳滤改性研究并取得了良好的成果。

2.1.反渗透膜再生

    污染和机械性损伤是废旧反渗透膜常见的问题,因此废弃反渗透膜再利用需要经过一系列的再生处理包括常规清洗和氧化修复。

废旧反渗透膜再生流程

2.1.1.清洗

      反渗透膜元件在使用过程中会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染,诸如碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物(如:阻垢剂/分散剂,阳离子聚合电解质)、微生物 (藻类、霉菌、真菌)等,严重影响反渗透膜的性能。因此,要恢复反渗透膜的性能再利用对污染物处理必不可少。

膜污染

      清洗阶段主要是根据反渗透膜污染情况及污染物的特性采用相应的清洗液及有效的步骤快速有效地去除胶体、氢氧化物及垢等污染物。关于二手膜的清洗液选择及清洗流程及注意事项可以培训学习获得,目前有很多收售二手膜的单位对代理加盟商可以提供免费的相关清洗再生培训如http://www.pqwater.com

反渗透膜清洗


1反渗透膜污染特征及处理方法

污染种类

可能发生之处

压降

给水压力

盐透过率

金属氧化物(FeMnCuNiZn)

一段,最前端膜元件

迅速增加

迅速增加

迅速增加

胶体(有机和无机混合物)

一段,最前端膜元件

逐渐增加

逐渐增加

轻度增加

矿物垢(CaMgBaSr)

末段,最末端膜元件

适度增加

轻度增加

一般增加

聚合硅沉积物

末段,最末端膜元件

一般增加

增加

一般增加

生物污染

任何位置,通常前端膜元件

明显增加

明显增加

一般增加

有机物污染(难溶NOM)

所有段

逐渐增加

增加

降低

阻垢剂污染

二段最严重

一般增加

增加

一般增加

氧化损坏(Cl 2 O zoneKmnO 4 )

一段最严重

一般增加

降低

增 加

水解损坏(超出pH范围)

所有段

一般降低

降低

增 加

磨蚀损坏(碳粉)

一段最严重

一般降低

降低

增 加

O型圈渗漏(内连接管或适配器)

无规则,通常在给水适配器处

一般降低

一般降低

增 加

胶圈渗漏(产水背压造成)

一段最严重

一般降低

一般降低

增 加

胶圈渗漏(清洗或冲洗时关闭产水阀造成)

最末端元件

增加(污染初期和压差升高)

增 加

2常见清洗液的选择

清洗液

主要组份

药剂量

清洗液pH

最高清洗液温度

1

柠檬酸(100%粉末)

17.0(7.7公斤)

用氨水调节pH3.0~4.0

40

2

盐酸(HCl)(密度22波美度或浓度36%)

0.47加仑(1.8)

缓慢加入盐酸调节pH2.5,调高pH用氢氧化钠

35

3

氢氧化钠(100%粉末) (50%液体)

0.83(0.38公斤) 0.13加仑(0.5)

缓慢加入氢氧化钠调节pH11.5,调低pH时用盐酸

30

2.1.2.氧化

      该阶段是对清洗过的反渗透膜元件进行氧化处理,目的是在保证部分脱盐率的前提下,尽可能地提高水通量。所投加的氧化剂溶液,通过控制有效氯的含量和连续氧化时间,得到脱盐率在90%左右的膜,从而再生回用。

反渗透膜再生前后对比

2.2.再生膜特点:

2.2.1.价格低

      再生处理后的废旧反渗透膜在性能上接近于纳滤膜,但在价格上远远低于市场上的纳滤膜。

3 4in膜价格对比(单位:元)


 

RO反渗透膜

NF纳滤膜

再生膜

陶氏膜

1400-1800

3000-4000

/

海德能膜

1200-1600

2500-3500

东丽膜

1100-1500

2500-3500

GE

 

 

浦清再生膜

/

300-500

2.2.2.抗污染能力强

      经过处理的再生膜相比于对进水水质要求高的反渗透膜有更强的抗污染能力,对膜进水水质要求降低。

2.2.3.高产水量,更节能

      在相同压力作用下,再生膜的产水量大于反渗透膜,更加节能。

2.2.4.环保效益明显

      再生膜属于废弃物资源化循环利用,绿色公益事业,具有重要的社会、环境效益。

2.3.再生膜应用市场

    膜技术被誉为“21世纪的水处理技术”,近年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济的各个部门。反渗透膜的市场需求量越来越大。经过处理的废旧反渗透膜具有操作压力低、对无机盐、有机物等溶质的截留能力、产水量稳定、脱盐率适中、产水SDI值低等特性,可应用于对电导率、硬度要求不高的中水回用应用、乳制品、饮料等产品的浓缩和提纯方面,同时,成本低、节能环保,使之具有非常大的市场吸引力。因此,再生膜的市场前景是非常大。其应用主要体现在如下方面:

4 再生反渗透膜适用领域


产品类型

适用领域

大脱盐率低通量再生膜

污水处理行业

大脱盐率低压力再生膜

反渗透预处理

中脱盐率大通量低压再生膜

中水回用

低脱盐率大通量低压再生膜

食品、饮料制造行业浓缩、提纯

2.2.1.反渗透预处理

      反渗透膜对进水水质有一定的要求,若进水水质过差,会导致膜污染,严重的导致膜报废甚至系统瘫痪,从而造成巨大的损失,所以反渗透前的预处理是必要的,他能有效的截留污染物,减轻反渗透系统的负担。由于再生膜具有超滤的特性,不仅可以去除大部分悬浮物、胶体和细菌等物质,减缓反渗透的污染,延长运行周期,而且对盐分的较好脱出和较大的水通量,因此,再生膜可以取代超滤作为反渗透的预处理,同时也可以降低反渗透系统的投资成本和运行成本;

2.3.2.饮用水

      目前中国环境污染严重,地下水、地表水等可饮用水体受到不同程度的污染,饮用水安全越来越受到人们的重视。地表水及地下水的污染物质主要是分子量为几百的杀虫剂等污染物质,因此,采用再生膜处理较传统的水处理方法方便可行,较新反渗透膜节约成本;

2.3.3.污水回用

      水资源匮乏已经成为社会持续发展必须面对的尖锐问题,水资源作为一种战略资源正在得到前所未有的重视,中水回用成为解决水资源矛盾的有效途径。膜技术在污水回用上具有举足轻重的作用,再生膜在对离子、有机物的去除方面具有与纳滤膜相似的截留特性,能有效地解决工业废水中藻类、细菌和腐蚀等问题,从而增加了工业废水循环的利用率。所以可用于电镀废液中金属的回收、燃料废液的浓缩液处理、牛奶和抗菌素的脱盐以及各种石化废水、生活污水等处理,是解决水资源短缺、减轻水环境污染的有效途径。

2.3.4.浓缩、提纯

      再生膜元件具有部分除盐、绝大部分脱除有机物的特性,可有效实现溶解盐与非盐物质的分离;脱除细菌、病毒、杀虫剂及各种低分子量有机物,可用于食品、医药、印染等行业的果汁浓缩、乳清浓缩、抗生素浓缩回收、高浓度有机废水浓缩回收处理上。

 



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