Materjali u Metodi
1.1 Sors tal-ilma tat-test
L-ilma mhux ipproċessat għal dan it-test jittieħed minn impjant kbir tal-ilma fiż-żona urbana ċentrali tad-Delta tax-Xmara Yangtze. L-ilma mhux ipproċessat mill-ġibjun Q tax-Xmara Yangtze jintuża bħala s-sors tal-ilma ta 'kuljum, u l-ġibjun J tal-baċin tal-Lag Taihu Lake jintuża bħala s-sors tal-ilma ta' emerġenza. Il-perjodu sperimentali għandu medda twila, b'temperatura tal-ilma tax-xitwa ta' 8-9 grad u temperatura tal-ilma tas-sajf ta' 30-33 grad . Il-kwalità tal-ilma mhux ipproċessat ta 'kuljum hija l-ilma tal-Klassi II-III, u s-sors tal-ilma ta' emerġenza huwa ġenerali Klassi III, b'xi indikaturi jkunu Klassi IV. L-ilma mhux ipproċessat użat f'dan l-esperiment huwa prinċipalment ilma mhux maħdum tax-Xmara Yangtze f'ħin reali.
1.2 Apparat sperimentali u parametri operattivi
(1) Impjant pilota. L-assemblaġġ ġenerali tal-impjant pilota prinċipalment inkluż tank ta 'reazzjoni tal-flokulazzjoni, tank tal-membrana tat-tank tal-membrana tal-igganċjar tal-membrana ċatta taċ-ċeramika tal-ożonu, tank tal-produzzjoni tal-ilma li jservi wkoll bħala tank tal-ilma backwash, kamra tal-kontroll tat-tagħmir, kamra tad-dożaġġ, valv tal-pipeline sistema, u sistema ta 'kontroll awtomatiku. Is-sistema tkopri erja ta '8 m ², hija għolja 4.7 m, u għandha kapaċità ta' proċessar ta 'madwar 60 m ³/d. Il-komponenti ewlenin fit-tank tal-membrana huma arjaturi tal-ożonu, moduli ċatti tal-membrana taċ-ċeramika, u sensuri tal-livell tal-likwidu; Il-kamra tat-tagħmir tinkludi apparati bħal ġeneraturi tal-ożonu, pompi tal-ilma, pompi tad-dħul, pompi tal-backwash, miters tal-fluss, blowers, u sensuri tal-pressjoni; Il-kamra tad-dożaġġ tinkludi pompa tad-dożaġġ tal-koagulanti u tank tad-dożaġġ, pompa tad-dożaġġ tal-ipoklorit tas-sodju u tank tad-dożaġġ, pompa tad-dożaġġ tal-aċidu ċitriku u tank tad-dożaġġ; Is-sistema tal-valv tal-pipeline tinkludi pajpijiet tal-ilma mhux maħdum, pajpijiet tal-ilma tal-produzzjoni, pajpijiet tal-backwash, pajpijiet tad-drenaġġ, pajpijiet ta 'overflow, eċċ; Is-sistema ta 'awto-kontroll hija murija u mħaddma bl-użu ta' touch screen, iddisinjat bl-użu ta 'softwer ta' konfigurazzjoni, u kkontrollata permezz ta 'kontrollur loġiku programmabbli. Il-parametri operattivi jistgħu jiġu aġġustati u d-dejta tista 'tiġi esportata fuq il-pannell.
(2) Proċess ta 'tmexxija. L-ilma mhux ipproċessat jiġi ppumpjat fis-sistema, u l-koagulant jitħallat malajr u sewwa mal-ilma mhux ipproċessat taħt l-azzjoni tal-mixer qabel ma jidħol fit-tank tar-reazzjoni tal-flokulazzjoni. Imbagħad, jidħol fit-tank tar-reazzjoni tal-igganċjar tal-membrana taċ-ċeramika tal-pjanċa tal-ożonu mill-qiegħ tat-tank tal-membrana, u l-konċentrazzjoni tal-ożonu fit-tank tinżamm permezz ta 'arjazzjoni kontinwa. Is-sistema tadotta mod ta 'tħaddim intermittenti, li jinkludi l-iffiltrar tal-ilma prodott, il-ħasil lura tal-arja-ilma, u l-iffiltrar tal-ilma prodott, bi skariku ta' kuljum. L-ilma ffiltrat jadotta filtrazzjoni tal-fluss kostanti, u l-kontrollur tal-loġika programmabbli u l-valv li jirregola awtomatikament jaġġustaw il-ftuħ tal-valv skont ir-rata tal-fluss tal-ilma stabbilita biex iżżomm rata kostanti tal-fluss tal-ilma. Il-pompa tal-ilma tal-produzzjoni tiffiltra l-ilma fit-tank tal-membrana għat-tank tal-ilma tal-produzzjoni. It-tank tal-ilma tal-produzzjoni huwa mgħammar b'pajp ta 'overflow, u l-ilma żejjed jiġi skarikat permezz ta' overflow biex jinżamm il-livell tal-likwidu tat-tank tal-ilma tal-produzzjoni u jiżgura l-provvista tal-ilma b'backwash.
(3) Parametri tal-membrana. Il-modulu ċatt tal-membrana taċ-ċeramika għandu dimensjonijiet esterni ta '310 mm × 650 mm × 2450 mm. Hija membrana prodotta domestikament b'saff ta 'film alpha alumina sferiku sub micron u saff ta' appoġġ b'daqs ta 'partiċelli ta' trab ta '5 μ m. Il-modulu tal-membrana jikkonsisti fi 8 saffi, bis-saff ta 'isfel jikkonsisti f'saff ta' ożonu u arjazzjoni mtaqqba, u s-7 saffi ta 'fuq li jikkonsistu minn saff tal-membrana. L-erja tal-membrana effettiva totali hija 24 m ², u d-densità tal-mili tal-membrana taċ-ċeramika hija 88.8 m ²/m ³, li hija ogħla mid-densità tal-mili tal-proġett attwali tal-membrana taċ-ċeramika tal-agrikoltura u tal-ilma tax-xorb (<80 m ²/m ³). Each membrane element has a size of 540 mm × 250 mm × 6 mm, a membrane pore size of 0.08~0.12 μ m, a pure water flux of ≥ 1600 L/(m ² · h · bar), a membrane thickness of 20~30 μ m, and a flexural strength of ≥ 40 MPa.
(4) Kundizzjonijiet ta 'flokulazzjoni. It-tank tal-flokulazzjoni f'dan l-esperiment jappoġġja żewġ kundizzjonijiet tax-xogħol: "flokulazzjoni" u "mikro flokulazzjoni".
Flokulazzjoni: Sulfat tal-aluminju 20 mg/L, ħin tal-flokulazzjoni 30 min, miżjud mal-ewwel stadju tat-tank tal-flokulazzjoni; Mikro flokulazzjoni: Sulfat tal-aluminju 7.5 mg/L, ħin tal-flokulazzjoni 15-il minuta, miżjud mat-tieni stadju tat-tank tal-flokulazzjoni.
(5) Ġeneratur tal-ożonu. L-esperiment jista 'jikkontrolla ż-żieda ta' l-ożonu billi jiftaħ u jagħlaq l-apparat ta 'l-ożonu. Bl-użu ta 'sors tal-arja, ir-rata tal-fluss tad-dħul hija kkontrollata f'12-15 L/min, il-produzzjoni tal-ożonu hija 6 g/h, u l-qawwa ġenerali tal-magna hija 180 W.
(6) Tindif u restawr tal-membrani. Il-backwashing tas-sistema tal-membrana taċ-ċeramika jadotta backwashing tal-arja-ilma, li jfisser li l-membrana tiġi ppumpjata minn pompa tal-ilma b'lura mit-tank tal-produzzjoni tal-ilma permezz tal-pipeline tal-produzzjoni tal-ilma u injettata lura fil-membrana. L-ilma seeps barra mill-wiċċ tal-membrana, fwawar il-ħmieġ fuq il-wiċċ tal-membrana. Il-gass huwa pprovdut minn fann u l-bżieżaq jintefħu minn ġo tubi tal-arjazzjoni mtaqqba biex titlaħlaħ il-wiċċ tal-membrana. Ir-rata tal-fluss iddisinjata għall-ħasil tal-ilma hija 300 LHM, u r-rata tal-fluss iddisinjata għall-ħasil tal-arja hija 90 m ³/(m ² · h), b'tul ta '30 sekonda u backwashing kull 30 minuta.
Biex tinżamm it-tħaddim stabbli fit-tul tal-membrana taċ-ċeramika, jintuża tindif ta 'manutenzjoni kimika meta d-differenza tal-pressjoni transmembrane tiżdied għal 35 kPa u ċ-ċiklu tat-test jintemm. Meta l-ħin tat-test kontinwu jkun twil (Taqsimiet 2.1, 2.3, 2.4), xarrab f'1000 mg/L ipoklorit tas-sodju għal 24 siegħa (jekk meħtieġ, laħlaħ sewwa u mbagħad xarrab f'1000 mg/L aċidu ċitriku għal 24 siegħa), laħlaħ sewwa , u mwarrba għaċ-ċiklu tat-test li jmiss; Meta l-ħin tat-test kontinwu jkun fi żmien ġurnata (Kapitolu 2.2), xarrabha f'500 mg/L ipoklorit tas-sodju għal sagħtejn, laħlaħ nadif, u warrabha għaċ-ċiklu tat-test li jmiss. L-indikatur biex tiġġudika l-indafa tat-tindif tal-membrana taċ-ċeramika hija li d-differenza inizjali tal-pressjoni transmembrana mhix akbar minn 15 kPa.
Riżultati u Diskussjoni
2.1 Operazzjoni stabbli ta 'proċess ta' produzzjoni għolja u qasir
Dan it-test taċ-ċiklu jitwettaq fis-sajf, bit-temperatura tal-ilma mhux ipproċessat tax-Xmara Yangtze u t-temperatura tal-ilma tat-tank tal-membrana tvarja minn 30.8 sa 31.6 grad. Il-fluss tal-produzzjoni tal-ilma tal-membrana huwa 100 LHM, u d-dożaġġ effettiv ta 'koagulant huwa 7.5 mg/L. Il-proċess ta 'filtrazzjoni tal-membrana tal-mikro flokkulazzjoni huwa adottat, u l-backwash tal-arja-ilma jitwettaq kull 30 minuta. It-turbidità tad-daħla tat-tank tal-membrana hija 8.94 ~ 13.53 NTU, u t-turbidità tal-effluwent hija inqas minn 0.05 NTU. Id-differenza inizjali tal-pressjoni transmembrana kienet 13.02 kPa. Fis-6 jum tal-esperiment, id-differenza fil-pressjoni transmembrana żdiedet għal 28.66 kPa, u t-test taċ-ċiklu spiċċa. Matul l-esperiment, id-differenza fil-pressjoni transmembrana wriet xejra 'l fuq lineari u uniformi mal-ħin tat-tħaddim.
Ir-riżultati sperimentali juru li l-membrana ċatta taċ-ċeramika tadotta proċess ta 'purifikazzjoni tal-ilma ta' mikro flokkulazzjoni + membrana taċ-ċeramika għall-ilma mhux ipproċessat tax-Xmara Yangtze, bi stabbiltà operattiva tajba. Jista 'jopera għal mill-inqas 6 ijiem mingħajr tindif ta' manutenzjoni kimika b'rendiment għoli ta '100 LHM, u d-differenza fil-pressjoni transmembrane tiżdied biss b'15.64 kPa, li hija fattibbli għall-inġinerija.
Ir-rata tal-produzzjoni tal-ilma matul it-test taċ-ċiklu ta 'hawn fuq laħqet 94.6% sa 97.5%, u l-istabbiltà tal-effluwent kienet tajba.
2.2 Effett tal-kundizzjonijiet tal-flokulazzjoni fuq id-differenza tal-pressjoni transmembrana
Dan it-test taċ-ċiklu jitwettaq fix-xitwa, b'temperatura tal-ilma tal-pool tal-membrana ta' 8-9 grad . Dan l-esperiment iqabbel il-filtrazzjoni tal-membrana tal-flokulazzjoni u l-filtrazzjoni tal-membrana tal-flokulazzjoni mikro biex isib il-fluss kritiku, u jirrepeti tliet rawnds kontinwament. Taħt żewġ proċessi differenti, ġew magħżula ħames parametri tal-fluss ta '60, 70, 80, 90, u 100 LHM għall-esperiment. L-ewwel fluss tat-test kien 60 LHM, u l-backwashing ta 'l-arja u l-ilma sar kull 30 minuta, u l-fluss żdied b'livell wieħed sakemm laħaq 100 LHM. Id-differenza fil-pressjoni transmembrana ġiet irreġistrata kif xieraq.
Ir-riżultati wrew li d-differenza tal-pressjoni transmembrane żdiedet biż-żieda tal-fluss tal-membrana, li tikkonforma mal-liġi operattiva tal-fouling tal-membrana. Ma kien hemm l-ebda punt ta 'inflessjoni tal-fluss ovvju fil-medda tal-fluss sperimentali ta' 60-100 LHM, iżda ż-żieda fid-differenza tal-pressjoni transmembrana kienet l-akbar meta l-fluss żdied minn 60 LHM għal 70 LHM. Il-gruppi sperimentali b'flussi ta '60 u 70 LHM wrew differenzi fil-pressjoni transmembrana ta' 18.77 ~ 24.34 kPa u 21.63 ~ 32.06 kPa, rispettivament, wara nofs siegħa ta 'filtrazzjoni tal-membrana taħt il-kondizzjoni ta' "mikro flokulazzjoni". Wara 30 minuta ta 'filtrazzjoni tal-membrana taħt il-kundizzjoni ta' "flokulazzjoni", id-differenzi fil-pressjoni transmembrana kienu 14.2 ~ 18.61 kPa u 18.49 ~ 25.20 kPa, rispettivament. Jista 'jidher li meta l-fluss tal-membrana huwa taħt 80 LHM, l-estensjoni tal-ħin tal-flokulazzjoni hija ta' benefiċċju għat-tnaqqis tad-differenza tal-pressjoni transmembrana operattiva, bi tnaqqis medju ta 'madwar 5 kPa.
Meta l-fluss tal-membrana huwa ogħla minn 80 LHM, l-estensjoni tal-ħin tal-flokulazzjoni għandha kapaċità limitata biex ittejjeb id-differenza tal-pressjoni transmembrana. Id-differenza tal-pressjoni transmembrana wara l-filtrazzjoni tal-membrana għal nofs siegħa taħt kundizzjonijiet ta '"mikro flokkulazzjoni" u "flokulazzjoni" b'fluss ta' 100 LHM hija 27.63-28.91 kPa u 26.77-28.49 kPa, rispettivament, li huma valuri qrib ħafna. Meta l-fluss tal-membrana huwa baxx, l-effett ta 'eżenzjoni tas-saff tal-kejk tal-filtru fuq il-fouling tal-membrana huwa sinifikanti. Meta l-fluss tal-membrana huwa għoli, iż-żieda tad-dożaġġ tal-koagulant u t-titwil tal-ħin tal-flokulazzjoni għandhom ftit effett fuq il-kontroll tal-fouling tal-membrana. Huwa spekulat li kemm il-mikro flokulazzjoni kif ukoll il-flokulazzjoni jistgħu jiffurmaw saff ta 'kejk tal-filtru maħlul biex itaffu l-imblukkar tal-membrana. Ir-riċerka ta 'Guo Jianning turi li fjuri żgħar tal-alum biss jeħtieġ li jiġu ffurmati biex jiġu interċettati minn membrani taċ-ċeramika. Għalhekk, bi fluss għoli ta '80-100 LHM, ġie adottat proċess qasir ta' filtrazzjoni tal-membrana tal-mikro flokulazzjoni bħala l-fluss tal-proċess ottimizzat għal dan l-esperiment, sabiex jitnaqqas b'mod raġonevoli d-dożaġġ ta 'koagulant u jitqassar il-ħin tal-flokulazzjoni, li jipprovdi referenza. esperjenza għal applikazzjonijiet ta 'inġinerija.
2.3 L-impatt tal-pretrattament tal-ipoklorit tas-sodju fuq it-teknoloġija tal-operat tal-proċess qasir
Dan it-test taċ-ċiklu jitwettaq fis-sajf, b'temperatura tal-ilma tal-pool tal-membrana ta' 31.5-34.3 grad . Il-fluss tal-produzzjoni tal-ilma huwa 100 LHM, u d-dożaġġ ta 'pretrattament tal-ipoklorit tas-sodju huwa 0.5 mg/L. Il-proċess ta 'filtrazzjoni tal-membrana tal-mikroflokulazzjoni tal-ipoklorit tas-sodju huwa adottat, u l-backwash tal-arja-ilma jitwettaq kull 30 minuta. It-turbidità tad-dħul tat-tank tal-membrana hija 12.3-15.74 NTU, u t-turbidità tal-effluwent hija inqas minn 0.05 NTU. Id-differenza inizjali tal-pressjoni transmembrane kienet 11.14 kPa, u t-test dam sa l-4.6 jum (madwar 110 siegħa), meta d-differenza fil-pressjoni transmembrane żdiedet għal 33.54 kPa, u t-test taċ-ċiklu spiċċa.
Ir-riżultati sperimentali jindikaw li t-trattament minn qabel b'0.5 mg/L ipoklorit tas-sodju, meta mqabbel ma 'ebda trattament minn qabel, bl-użu biss tal-proċess ta' filtrazzjoni tal-membrana tal-mikroflokulazzjoni fil-fatt iqassar iċ-ċiklu tat-tindif tal-membrana. Mill-osservazzjoni fuq is-sit tat-test, instab li l-wiċċ tal-membrana deher isfar kannella wara backwashing, il-flocs ħassew li jwaħħlu, u l-ilma ikkonċentrat kien iswed. Huwa spekulat li l-floc li jwaħħal huwa t-tniġġis tas-saff tal-ġel. Jista 'jkun li l-ipoklorit tas-sodju jingħaqad b'mod preferenzjali ma' organiċi idrofiliċi, li jnaqqas l-istabbiltà fl-ilma, jaffettwa l-kombinazzjoni ta 'koagulanti u kollojdi, makromolekuli idrofobiċi b'elettriku negattiv, u partiċelli biex jiffurmaw flocs maħlula, li ttejjeb l-adeżjoni ta' flocs fuq il-wiċċ tal-membrana , taffettwa l-effett ta 'backwashing, u tqassar iċ-ċiklu tat-tindif tal-manutenzjoni. Fl-istess ħin, ma jistax jiġi eskluż li l-ipoklorit tas-sodju għandu l-effett li joqtol l-alka u li jikkawża ħsara fiċ-ċelluli fl-ilma mhux ipproċessat. Il-polisakkaridi, il-proteini, l-aċidi umiċi u sustanzi oħra huma rilaxxati u jsiru mwaħħla mal-membrana, li jistgħu jaggravaw it-tniġġis tal-membrana. Madankollu, minħabba n-nuqqas ta 'esplorazzjoni ulterjuri dwar dan il-fenomenu f'dan l-esperiment, huwa impossibbli li tiġi spekulata b'mod preċiż il-kawża tiegħu. Ibbażat biss fuq riżultati sperimentali eżistenti, għandha tiġi eżerċitata kawtela meta tuża l-ipoklorit tas-sodju bħala metodu ta 'trattament minn qabel għal membrani taċ-ċeramika meta tuża teknoloġija ta' proċess qasir.
Ritratti fuq il-post qabel u wara t-trattament minn qabel tal-ipoklorit tas-sodju
2.4 L-impatt tal-varjazzjonijiet fit-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat fuq l-operat stabbli tal-membrani
2.4.1 Trattament ta '"Mikro flokulazzjoni + filtrazzjoni tal-membrana" ta' ilma mhux maħdum ta 'kuljum (Ġibjun Q tax-Xmara Yangtze)
Dan l-esperiment taċ-ċiklu jitmexxa fix-xitwa, b'fluss ta' produzzjoni ta' ilma ta' 100 LHM, bl-użu ta' proċess ta' filtrazzjoni tal-membrana ta' mikro flokkulazzjoni, u twettiq ta' backwashing arja-ilma kull 30 minuti. Wara li jitlesta kull ċiklu, jitwettaq it-tindif tal-manutenzjoni kimika biex jipproċedi għar-rawnd li jmiss. Jitwettqu tliet rawnds konsekuttivi ta 'ttestjar. Matul it-tliet rawnds ta 'ttestjar, it-temperatura tal-ilma mhux ipproċessat baqgħet relattivament stabbli fi (8.0 ± 1.2) grad; Il-pH huwa stabbli ħafna, f'8.53 ± 0.23; Madankollu, it-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat tvarja ħafna: fl-ewwel rawnd ta 'esperimenti, it-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat kienet (48.7 ± 3.9) NTU; It-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat fit-tieni rawnd ta 'esperimenti kienet (14.47 ± 8) NTU; It-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat fl-ewwel 5 ijiem tat-tielet rawnd tal-esperiment kienet (5.85 ± 1.43) NTU, u fil-jumejn ta 'wara, it-turbidità żdiedet f'daqqa għal aktar minn 30 NTU. It-turbidità tal-ilma prodott fit-tliet rawnds tal-ittestjar kienet inqas minn 0.05 NTU. Id-differenzi inizjali tal-pressjoni transmembrana għall-ewwel, it-tieni u t-tielet rawnds ta 'ttestjar kienu 10.64, 11.07, u 10.37 kPa, rispettivament. It-testijiet saru sal-5, il-5 u s-7 jum, u d-differenza tal-pressjoni transmembrana żdiedet għal madwar 35 kPa, li timmarka t-tmiem tal-ittestjar ċikliku.
Ir-riżultati sperimentali juru li għalkemm it-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat tvarja ħafna, l-operat tal-membrana ċatta taċ-ċeramika hija relattivament stabbli, u tista 'taħdem kontinwament għal 5-7 jiem mingħajr tindif ta' manutenzjoni kimika f'fluss ta '100 LHM. Fit-tielet rawnd ta 'esperimenti, it-turbidità ta' l-ilma mhux ipproċessat kienet l-aktar baxxa, l-inklinazzjoni taż-żieda tad-differenza fil-pressjoni transmembrana kienet l-iżgħar, u tista 'taħdem kontinwament għal 7 ijiem, u tindika li turbidità baxxa ta' l-ilma mhux ipproċessat hija ta 'benefiċċju għall-estensjoni iċ-ċiklu tal-filtrazzjoni tal-membrana u huwa konformi mal-liġi tat-tniġġis tal-membrana.
2.4.2 Trattament ta 'ilma mhux ipproċessat ta' emerġenza permezz ta 'filtrazzjoni tal-membrana tal-ożonu ta' mikro flokkulazzjoni (ġibjun J fil-baċin tal-Lag Taihu Lake)
Dan it-test taċ-ċiklu jitwettaq fil-ħarifa u fix-xitwa, li jikkoinċidi mal-bidla ta 'emerġenza ta' ilma mhux maħdum. Meta mqabbel mal-ilma mhux ipproċessat Q, it-turbidità u l-materja organika tal-ilma mhux ipproċessat tal-ġibjun J huma relattivament ogħla. It-teknoloġija tal-ożonu ġiet miżjuda ma 'dan it-test taċ-ċiklu. Il-fluss tal-produzzjoni tal-ilma huwa 100 LHM, u l-konċentrazzjoni tal-ożonu miżjuda hija 0.5 mg/L. Il-proċess ta 'filtrazzjoni tal-membrana tal-ożonu tal-mikro flokkulazzjoni huwa adottat, u l-backwash tal-arja-ilma jitwettaq kull 30 minuti. Wara li jitlesta kull ċiklu, jitwettaq it-tindif tal-manutenzjoni kimika biex jipproċedi għar-rawnd li jmiss. Jitwettqu tliet rawnds konsekuttivi ta 'ttestjar. Matul it-tliet rawnds ta 'ttestjar, kien hemm differenzi sinifikanti fit-temperatura tal-ilma tal-ilma mhux ipproċessat. L-ewwel rawnd kellu temperatura ta 'l-ilma ta' (18.75 ± 1.05) grad, it-tieni rawnd kellu temperatura ta 'ilma ta' (11.05 ± 0.25) grad, u t-tielet rawnd kellu temperatura ta 'ilma ta' (8.05 ± 0.45). ) grad (żieda f'daqqa fit-temperatura tal-ilma fl-aħħar jum ma kinitx inkluża); Il-pH huwa stabbli ħafna fi (8.20 ± 0.14); It-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat tvarja ħafna: fl-ewwel rawnd tal-ittestjar, it-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat kienet (82.2 ± 8.8) NTU; It-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat fit-tieni rawnd ta 'esperimenti kienet (119.35 ± 10.65) NTU; It-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat fit-tielet rawnd ta 'esperimenti kienet (119.35 ± 10.65) NTU. It-turbidità tal-ilma prodott fit-tliet rawnds tal-ittestjar kienet inqas minn 0.05 NTU. Id-differenzi inizjali tal-pressjoni transmembrana għall-ewwel, it-tieni u t-tielet rawnds ta 'ttestjar kienu 4.5, 10.08, u 12.88 kPa, rispettivament. It-testijiet twettqu sas-7, is-6 u s-7 jum, u d-differenza tal-pressjoni transmembrana żdiedet għal madwar 35 kPa, li timmarka t-tmiem tal-ittestjar ċikliku.
Ir-riżultati sperimentali juru li għalkemm it-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat tvarja ħafna, il-proċess tal-ożonu akkoppjat tal-membrana taċ-ċeramika ċatta jista 'jopera kontinwament għal 6-7 jiem mingħajr tindif ta' manutenzjoni kimika f'fluss ta '100 LHM, bi stabbiltà operattiva tajba. Barra minn hekk, f'dan l-esperiment taċ-ċiklu, it-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat kienet ogħla b'mod sinifikanti minn dik tal-ilma mhux ipproċessat ta 'kuljum fit-taqsima 2.4.1, iżda ċ-ċiklu ta' tħaddim kontinwu ma kienx affettwat, li jindika li l-proċess tal-membrana taċ-ċeramika jista 'jadatta għal turbidità għolja kundizzjonijiet. Minħabba l-perjodu qasir ta 'tieqa għall-bidla ta' l-ilma mhux ipproċessat, l-ilma mhux ipproċessat ta 'emerġenza mhuwiex in-norma, u esperimenti sussegwenti ma setgħux jiksbu ilma mhux ipproċessat ta' emerġenza għal aktar riċerka. Ir-riżultati tar-riċerka ta 'Wang Hao u oħrajn juru li l-ożonu jibdel in-natura tal-materja organika fl-ilma, inaqqas il-formazzjoni ta' saff tal-ġel u l-adsorbiment tiegħu fuq il-wiċċ tal-membrana. L-ożonu jwassal ukoll għall-ossidazzjoni tal-kuntatt tal-materja organika adsorbita fuq il-wiċċ tal-membrana, li jagħmilha desorbita, u għandu effett tajjeb fuq it-tnaqqis tat-tniġġis tal-membrana.
2.5 Riċerka dwar l-Effettività tal-Kwalità tal-Ilma
Bl-użu tal-proċess ta 'purifikazzjoni tal-ilma tal-filtrazzjoni tal-membrana mikro flok f'fluss ta' 100 LHM, il-membrana taċ-ċeramika tista 'tikkontrolla t-turbidità taħt {{10}}.0 5 NTU, u t-turbidità tal-ilma prodott hija stabbli u tissodisfa r-rekwiżit tal-istandard nazzjonali l-ġdid ta 'inqas minn 1.0 NTU; Ir-rata ta 'tneħħija ta' CODMn hija 49.9%, u l-CODMn stabbli fl-ilma prodott jissodisfa r-rekwiżit tal-istandard nazzjonali ġdid ta 'inqas minn 3 mg/L; Ir-rata tat-tneħħija tal-jonji tal-ħadid hija 94.8%, u l-istabbiltà tal-joni tal-ħadid fl-ilma prodott tissodisfa r-rekwiżit tal-istandard nazzjonali ġdid ta 'inqas minn {{20}}.3 mg/L; Ir-rata tat-tneħħija tal-jonji tal-aluminju hija 89.8%, u l-istabbiltà tal-joni tal-aluminju fl-ilma prodott tissodisfa r-rekwiżit tal-istandard nazzjonali ġdid ta 'inqas minn 0.2 mg/L; Il-kontenut tal-jone tal-manganiż fl-ilma mhux ipproċessat huwa relattivament baxx, u jissodisfa r-rekwiżit tal-istandard nazzjonali l-ġdid ta 'inqas minn 0.1 mg/L. Il-proċess tal-membrana taċ-ċeramika jista 'jnaqqas aktar il-kontenut tal-jone tal-manganiż fl-ilma mhux maħdum minn 0.006 mg/L sa 0.002 mg/L. Fil-proċess qasir tal-membrana taċ-ċeramika tal-proċess għat-tneħħija ta 'CODMn, għalkemm il-membrani taċ-ċeramika ma jistgħux ineħħu direttament CODMn solubbli, jistgħu jneħħu b'mod sinerġiku CODMn adsorbit u mġarrab minn dawn il-mikro partiċelli billi jinterċettaw partiċelli żgħar, solidi sospiżi u kollojdi. Għalhekk, iż-żieda ta 'koagulanti hija pass ewlieni, li jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-kapaċità tal-proċess li jneħħi l-materja organika, inaqqas l-aċidu umiku u l-aċidu fulviku, inaqqas il-fouling tal-membrana, u jtejjeb l-effiċjenza tal-backwashing. Ir-rata tat-tneħħija ta 'CODMn f'dan l-esperiment kienet 49.9%, li tista' wkoll tkun relatata mal-kapaċità tal-membrana taċ-ċeramika li tneħħi partiċelli żgħar ta '0.08-0.45 μ m (l-iskoperta ta' CODMn saret bl-użu ta 'membrana tal-filtru ta' 0.45 μ m trattament minn qabel, u d-daqs tal-pori tal-membrana taċ-ċeramika sperimentali kien 0. 08-0.12 μ m).
Kalkolu ekonomiku
Il-benefiċċji ekonomiċi dejjem kienu kwistjoni ewlenija inevitabbli fl-applikazzjonijiet tal-membrana, u l-analiżi tal-ispiża tas-sistemi tal-membrana tinkludi prinċipalment spejjeż tal-amortizzazzjoni tal-membrana, spejjeż tal-enerġija, konsum tad-droga, spejjeż tax-xogħol, u spejjeż oħra. Qed nippjanaw li nwettqu analiżi sħiħa tal-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja ta 'proċess wieħed għal workshop tal-membrana tal-ultrafiltrazzjoni bi skala ta' 100000 m ³/d, li tikkonsisti prinċipalment f'membrani ċatti taċ-ċeramika u membrani organiċi mgħaddsa, b'perjodu operattiv ta '20 sena. Il-workshop tal-membrana tal-ultrafiltrazzjoni jinkludi komponenti tal-membrana, inġinerija ċivili tat-tank tal-membrana, awtomazzjoni tad-distribuzzjoni tal-enerġija, sistema ta 'dożaġġ kimiku, sistema ta' fwawar tal-ilma u arja, tank tad-drenaġġ, u tank tal-irkupru, li kollha jużaw 12-il tank tal-membrana tal-grilja. L-ispiża tax-xiri tal-membrana taċ-ċeramika ċatta hija kkalkulata għal 700 wan/m ², b'fluss tal-membrana ta '80-100 LMH (fluss ikkalkulat jieħu l-valur iżgħar) u ħajja ta' 20 sena. L-ispiża tax-xiri ta 'membrana ta' ultrafiltrazzjoni organika mgħaddsa hija kkalkulata għal 150 wan/m ², b'fluss ta 'membrana universali ta' 25-30 LMH (fluss ikkalkulat jieħu l-valur iżgħar) u ħajja ta '8 snin.
Ir-riżultati juru li meta tuża t-teknoloġija tal-immersjoni, il-ħajja tal-membrani taċ-ċeramika hija 2-3 darbiet dik tal-membrani organiċi. Għalkemm l-investiment totali fil-kostruzzjoni ta 'workshops tal-membrana bl-użu ta' membrani taċ-ċeramika ċatti bħala l-proċess ewlieni huwa 15% ogħla minn dak ta 'membrani organiċi ta' immersjoni, l-ispiża totali tat-trattament tal-ilma għal kull tunnellata ta 'membrani taċ-ċeramika hija attwalment imnaqqsa b'6% meta mqabbla ma' membrani organiċi fuq perjodu ta' operazzjoni ta' 20-sena. Għalhekk, it-teknoloġija tal-membrana taċ-ċeramika hija ekonomika taħt kundizzjonijiet operattivi stabbli ta 'rendiment għoli. Biex tittejjeb il-kompetittività ta 'membrani taċ-ċeramika ċatti ulterjuri, jistgħu jittieħdu l-miżuri li ġejjin: ① L-ottimizzazzjoni tad-disinn strutturali tal-komponenti tal-membrana biex ittejjeb id-densità tal-ippakkjar, li mhux biss tiffranka l-art iżda tnaqqas ukoll il-konsum ta' kimiċi. ② Bl-iżvilupp tal-proċess ta 'preparazzjoni tal-membrana taċ-ċeramika, huwa possibbli li jiżdied il-fluss tal-membrana filwaqt li jinżammu frekwenzi normali ta' fwawar u ħasil kimiku Filwaqt li tieħu vantaġġ mill-firxa wiesgħa ta 'kwalità tal-ilma tad-dħul tal-membrani taċ-ċeramika, tiġi adottata teknoloġija ta' proċess qasir biex tqassar il-fluss tal-proċess. tal-pjanta tal-ilma.
L-esperjenza tal-inġinerija esplorata f'dan l-esperiment
(1) Fix-xitwa, wara li jitlesta l-backwashing tal-korp tal-pool, il-korp tal-pool jitbattal. Il-membrana li oriġinarjament kienet mgħaddsa fl-ilma tiġi f'kuntatt dirett ma 'arja kiesħa, u differenza kbira fit-temperatura tista' tikkawża instabbiltà fil-konnessjonijiet tas-sistema tal-membrana. Il-komponenti tal-membrana għandu jkollhom miżuri ta 'kontroll korrispondenti għall-punti dgħajfa tad-differenza fit-temperatura.
(2) Iż-żamma ta 'vakwu stabbli waqt it-tħaddim hija ċ-ċavetta għat-tħaddim stabbli tas-sistema. Jekk il-vakwu jkun bil-ħsara u l-gass jakkumula fil-pipeline, jistgħu jseħħu perikli multipli: ① li jikkawża cavitation faċli tal-pompa tal-ġbid; ② Imblukkar tal-gass tal-pori tal-membrana waqt il-backwashing; ③ Il-kejl mhux preċiż tad-dejta tad-differenza tal-pressjoni transmembrana matul it-tħaddim iwassal għal diżordni ta 'backwashing u sinjali ta' kontroll ta 'għeluq.
(3) Id-disinn strutturali tal-komponenti tal-membrana għandu rwol ewlieni fit-titjib tad-densità tal-ippakkjar u t-titjib tal-prestazzjoni tal-filtrazzjoni tal-membrani taċ-ċeramika. Pereżempju, id-disinn tal-arjazzjoni u l-arranġament tal-membrana għandhom effett sinerġistiku tajjeb fuq l-operat stabbli tas-sistema.
(4) Waqt it-tħaddim tat-tank tal-membrana taċ-ċeramika mgħaddsa, għandha tingħata attenzjoni għad-dell, speċjalment matul l-istaġun tat-tifqigħa tal-alka tas-sajf.
Konklużjoni u Prospett
(1) Apparat ta 'purifikazzjoni tal-ilma ta' proċess qasir ta 'membrana ċatta taċ-ċeramika ta' mikro-flokulazzjoni bi skala ta '60 m ³/d jintuża biex jittratta l-ilma mhux ipproċessat tax-Xmara Yangtze. Jista 'jopera b'mod stabbli taħt kundizzjonijiet ta' kapaċità għolja ta '100 LHM, b'ċiklu ta' tindif ta 'manutenzjoni ta' madwar 5-7 jum. Il-punt tat-tmiem tad-differenza tal-pressjoni transmembrana jista 'jiġi kkontrollat fi żmien 35 kPa. Il-membrana taċ-ċeramika flimkien mal-proċess tal-ożonu tista 'tintuża biex tittratta l-ilma mhux ipproċessat tal-ġibjun J fil-baċin tal-Lag Taihu Lake għal 6-7 jiem mingħajr tindif ta' manutenzjoni kimika taħt il-fluss ta '100 LHM. Ir-riċerka turi li l-membrana ċatta taċ-ċeramika tista 'tadatta għall-ilma mhux ipproċessat tax-Xmara Yangtze u l-ġibjun fil-baċin tal-Lag Taihu Lake, u l-varjazzjoni tat-turbidità tal-ilma mhux ipproċessat għandha ftit influwenza fuq l-operat stabbli tal-membrana.
(2) Il-membrana ċatta taċ-ċeramika tal-flokulazzjoni mikro tista 'tikkontrolla t-turbidità tal-effluwent taħt 0.05 NTU, b'rati ta' tneħħija ta '49.9%, 94.8%, u 89.8% għal CODMn, jonji tal-ħadid u jonji tal-aluminju, rispettivament. Dawn l-indikaturi tal-effluwent jissodisfaw direttament ir-rekwiżiti tal-istandard nazzjonali l-ġdid għall-effluwent.
(3) Meta tadotta l-proċess qasir ta 'membrana taċ-ċeramika ċatta tal-mikro flokkulazzjoni, l-ipoklorit tas-sodju għandu jintgħażel bir-reqqa bħala l-metodu ta' trattament minn qabel. L-ipoklorit tas-sodju jista 'jaggrava l-formazzjoni ta' saff tal-ġel u jaffettwa l-effett ta 'backwashing.
(4) Matul l-esperiment ta 'sitt xhur, ma nstabet l-ebda attenwazzjoni tal-produzzjoni tal-ilma, u l-produzzjoni tal-ilma baqgħet stabbli f'95%. Jista 'jadatta għal diversi kundizzjonijiet ta' swiċċjar ta 'ilma mhux maħdum u għandu kwalità eċċellenti ta' effluwenti, li jipprovdi appoġġ tekniku għall-applikazzjoni fuq skala kbira ta 'membrani taċ-ċeramika fl-inġinerija muniċipali.
(5) B'perjodu ta 'tħaddim ta' 20-sena bħala ċ-ċiklu, l-ispiża totali tat-trattament tal-ilma għal kull tunnellata ta 'membrana ċatta taċ-ċeramika ta' produzzjoni għolja hija attwalment 6% inqas minn dik ta 'membrana organika mgħaddsa, li hija ekonomika.
L-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-membrana taċ-ċeramika fis-suq tal-ilma tax-xorb muniċipali fuq skala kbira għandha l-prospetti ewlenin li ġejjin:
(1) Ibbażat fuq il-karatteristiċi tal-membrani taċ-ċeramika, esplora teknoloġiji ta 'proċess qasir adattati għal membrani taċ-ċeramika ta' produzzjoni għolja biex ittejjeb l-effiċjenza ekonomika taċ-ċiklu tal-ħajja kollu.
(2) Ittejjeb il-prestazzjoni tal-membrani taċ-ċeramika, ottimizza l-metodu tat-tagħbija biex ittejjeb il-kapaċità tal-ipproċessar tal-volum tat-tagħbija tal-komponent tal-unità, u tikseb intensifikazzjoni tal-art.
(3) Itejb il-parametri tat-trattament minn qabel u l-flashing, agħżel id-daqs tal-pori xieraq, ittejjeb l-intoppi tal-wiċċ tal-membrana, idrofiliċità, u metodi oħra biex itaffu l-fouling tal-membrana taċ-ċeramika u titnaqqas id-diffikultà operattiva.
(4) Iwettaq riċerka speċjalizzata dwar standards tat-teknoloġija tal-provvista tal-ilma tal-membrana taċ-ċeramika domestika u pjanijiet ta 'tħaddim u manutenzjoni.