陶瓷膜技術(shù)如何在短流程和多場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)“做好水”目標(biāo)?
城市水處理需求不斷增長(zhǎng),陶瓷膜隨著中國(guó)農(nóng)村分散式供水需求的不斷增長(zhǎng)正在不斷推廣應(yīng)用。9月13日,浙江天行健水務(wù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“天健水務(wù)”)董事長(zhǎng)陳鋒在“2023(第八屆)供水高質(zhì)量發(fā)展論壇”上介紹了基于陶瓷膜的低碳短流程高品質(zhì)現(xiàn)代化飲用水技術(shù)與裝備研發(fā)及示范。
陳鋒
陶瓷膜行業(yè)面臨的新機(jī)遇與新挑戰(zhàn)
飲用水廠迎來(lái)新的挑戰(zhàn)。2023年4月,新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》開始執(zhí)行,GB 5749-2006 的106項(xiàng)調(diào)整到97項(xiàng),相關(guān)指標(biāo)(嗅味物質(zhì)、消毒副產(chǎn)物)規(guī)定更為嚴(yán)苛。陳鋒指出,這其實(shí)恰好是陶瓷膜的發(fā)展機(jī)遇。
大家所認(rèn)知的膜主要以有機(jī)膜為主,專注于陶瓷膜的天行健水務(wù)用了5年的時(shí)間學(xué)習(xí)了“什么叫做膜”,弄清楚陶瓷膜和有機(jī)膜之間的區(qū)別,把國(guó)際和國(guó)內(nèi)上所有的陶瓷膜基本全部進(jìn)行了應(yīng)用和研究,并研發(fā)和生產(chǎn)出自己的陶瓷膜。
目前,無(wú)機(jī)膜中的陶瓷膜因其優(yōu)異的材料性能,已成為膜領(lǐng)域發(fā)展最迅速、最具有應(yīng)用前景的膜材料之一。
陶瓷膜水處理“短流程”工藝——未來(lái)水處理發(fā)展的方向
陶瓷膜飲用水水處理工藝(健康水)
陶瓷膜水處理工藝流程主要是“氣浮+陶瓷膜”。陳鋒介紹,一些人認(rèn)為氣浮是用于污水處理領(lǐng)域,事實(shí)上,膜在過(guò)濾的時(shí)候怕的不是無(wú)機(jī)物濁度,1400濁度(NTU)的污水進(jìn)來(lái),對(duì)陶瓷膜沒(méi)有任何的影響,照樣能夠保證200的通量。膜怕的是有機(jī)物,特別是農(nóng)村用水看著很干凈,實(shí)際上里面含有大量的腐殖酸和絮凝狀膠體物,這類物質(zhì)對(duì)膜有重要的影響,導(dǎo)致膜很難清洗,需要使用化學(xué)清洗方法。在工藝應(yīng)用過(guò)程中,經(jīng)過(guò)十年的努力,天健水務(wù)發(fā)現(xiàn)氣浮可以有效去除這類物質(zhì),所以認(rèn)為“氣浮+陶瓷膜”是一組非常好的搭檔。
陳鋒介紹,在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),臭氧和陶瓷膜也是一對(duì)很好的搭檔,可以作為短流程工藝去推廣。前面的原水就用次氯酸鈉、高錳酸鉀、粉末活性炭作為應(yīng)急投加藥劑,平時(shí)能不加盡量不加,就像家里用的感冒藥、胃藥、頭痛藥,備著但不用。因?yàn)橛脻岫鹊姆椒o(wú)法檢測(cè)有機(jī)物的含量高低,是否啟用氣浮主要關(guān)注跨膜壓差,如果反洗間隔時(shí)間小于6小時(shí),說(shuō)明原水水質(zhì)發(fā)生了變化。我們用跨膜壓差的波動(dòng)來(lái)自動(dòng)檢測(cè)原水有機(jī)物含量是否增加,判斷氣浮是否需要開啟,如果不需要開啟氣浮,則直接用短流工藝。
如果藻類問(wèn)題比較嚴(yán)重,如鐵錳超標(biāo),加入臭氧,對(duì)陶瓷膜而言則是邊用邊清洗,但是有機(jī)膜不適合,因?yàn)橛袡C(jī)膜抗氧化效果沒(méi)有陶瓷膜好。針對(duì)余氯問(wèn)題,天健水務(wù)自主生產(chǎn)的次氯酸鈉發(fā)生器可以確保管網(wǎng)的余氯。
陳鋒談到,“氣浮+陶瓷膜”是農(nóng)村飲用水常用的標(biāo)準(zhǔn)流程,公司最近有一個(gè)項(xiàng)目全部采用“氣浮+陶瓷膜”工藝,聯(lián)用效果非常好。
陶瓷膜主要包括片式陶瓷膜、板式陶瓷膜和管式陶瓷膜,目前市場(chǎng)應(yīng)用主要以板式陶瓷膜為主。從公司十多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,板式陶瓷膜不太適合飲用水的應(yīng)用,比較適用于污水處理,因?yàn)樗鼤?huì)讓清洗變得復(fù)雜,而化學(xué)清洗會(huì)給供水廠運(yùn)行管理帶來(lái)很大的麻煩。
陶瓷膜機(jī)械強(qiáng)度卓越,化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,親水好通量高,水資源回收率高,分離性能好,運(yùn)行成本低,使用壽命長(zhǎng),廢膜可循環(huán)。陳鋒介紹,陶瓷膜最大的特性就是耐壓、抗壓,反洗可達(dá)到6~9公斤,但是板式陶瓷膜把它的優(yōu)點(diǎn)浪費(fèi)掉了,變成了有機(jī)膜的板式運(yùn)行,這是非??上У摹?/p>
“陶瓷膜的缺點(diǎn)是初始投資成本高,產(chǎn)品種類少,應(yīng)用待提高。關(guān)于初始投資成本,如果從全生命周期來(lái)看,陶瓷膜與進(jìn)口的超濾膜價(jià)格基本持平?!?/p>
陶瓷膜基本上以內(nèi)壓式為主,板式膜為外壓式。內(nèi)壓式膜的好處是容易清洗,沒(méi)有死角。天健水務(wù)目前正在研究取消反清洗的工藝,這與傳統(tǒng)有機(jī)膜的清洗方式是完全相反的。外壓式膜的死角比較多,有機(jī)膜的堵塞往往是兩邊膜端產(chǎn)生了很大的堵塞。
陶瓷膜污堵與清洗后示意圖
陶瓷膜應(yīng)用在鐵錳超標(biāo)10倍的情況下,拆下來(lái)看里面的陶瓷膜堵塞情況如上圖的左方圖片,在空氣中放了兩個(gè)禮拜,再裝上去,已經(jīng)沒(méi)有通量,完全堵住了。經(jīng)過(guò)酸洗和堿洗之后,通量已經(jīng)恢復(fù)到了200,上圖右方是清洗之后的圖片。
有機(jī)膜污堵后清洗的難度比較大,如上圖所示。
陶瓷膜垃圾滲濾液項(xiàng)目污堵情況
陳鋒介紹,上圖是陶瓷膜垃圾滲濾液項(xiàng)目污堵情況,在排污端進(jìn)行清洗的時(shí)候,出來(lái)的已經(jīng)不是泥水,而是像面條一樣的泥漿了。但在這樣的情況陶瓷膜還是可以正常運(yùn)行。
“減人減藥”、“短流程”、“高品質(zhì)”、“無(wú)人值守”是現(xiàn)代化飲用水處理工藝追求的目標(biāo),也是天健水務(wù)研發(fā)創(chuàng)新一如既往追求的目標(biāo),陶瓷膜水處理的短流程工藝代表著未來(lái)水處理發(fā)展的方向。
陶瓷膜在全國(guó)多地推廣,十萬(wàn)噸規(guī)模項(xiàng)目即將誕生
編輯:徐冰冰
天健水務(wù)在行業(yè)領(lǐng)跑和深耕二十年,國(guó)內(nèi)首家將陶瓷膜在飲用水中做了積極的探索和應(yīng)用,該工藝設(shè)備已在全國(guó)多地,迅速推廣。陳鋒介紹,目前做的項(xiàng)目案例規(guī)?;径荚?千噸以下,還沒(méi)有達(dá)到萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模,但是國(guó)內(nèi)馬上就會(huì)出現(xiàn)第一個(gè)十萬(wàn)噸規(guī)模的陶瓷膜應(yīng)用示范案例。
陶瓷膜在市政供水、農(nóng)村供水、二次供水和農(nóng)村污水四個(gè)方面都得到了廣泛的應(yīng)用。
市政供水方面,陶瓷膜的使用壽命長(zhǎng);出水水質(zhì)穩(wěn)定,不受原水水質(zhì)波動(dòng)的影響;可以和傳統(tǒng)的飲用水凈化工藝有機(jī)結(jié)合,成為飲用水廠的補(bǔ)充工藝及深度處理工藝,進(jìn)一步保障了水廠供水的安全性。
在日本,應(yīng)用陶瓷膜技術(shù)處理飲用水最多,大約有118座以上的污水廠使用陶瓷膜,運(yùn)行最久的陶瓷膜水廠至今已經(jīng)有30年了,最大規(guī)模為17萬(wàn)噸/天。
陶瓷膜也在新加坡蔡厝港(Choa Chu Kang)水廠實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,運(yùn)行規(guī)模是18萬(wàn)噸/天。
陶瓷膜在英國(guó)也有應(yīng)用,英國(guó)水處理公司SouthStaffs Water透露其正在進(jìn)行陶瓷膜過(guò)濾工藝升級(jí)其HamptonLoade水處理廠,該項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2024年8月竣工,屆時(shí)每天可以生產(chǎn)2.1億升(5500萬(wàn)加侖)水,可為70萬(wàn)用戶提供服務(wù),而這也意味著該工廠將成為全球最大的陶瓷膜水處理工廠。
此外,陶瓷膜還在丹東太平灣自來(lái)水廠(3600m3/d)得到應(yīng)用。
常山宋畈自來(lái)水廠(2400m3/d)
陶瓷膜有一個(gè)特點(diǎn),出廠水沒(méi)有波峰,按照正常的情況下,濁度永遠(yuǎn)在0.05以下的,沒(méi)有反洗水的濁度波動(dòng)。上圖是在常山的項(xiàng)目,陳鋒介紹,該項(xiàng)目也是沒(méi)有氣浮裝置的,2400m3/d ,沒(méi)有硬化地面,直接在上面設(shè)計(jì)了鋼棚結(jié)構(gòu)。
湖南藍(lán)山陶瓷膜水處理系統(tǒng)(5000噸/日)
上圖是湖南藍(lán)山陶瓷膜水處理系統(tǒng)(5000噸/日),用了5天時(shí)間安裝,2天調(diào)試實(shí)現(xiàn)通水,解決了疫情第一年湖南藍(lán)山縣的缺水問(wèn)題。
嘉興貫涇港水廠陶瓷膜項(xiàng)目(5000噸/日)
上圖是目前在嘉興貫涇港水廠的陶瓷膜項(xiàng)目(5000噸/日),項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行半年,計(jì)劃運(yùn)行一年,也是為了后面做陶瓷膜和超濾膜應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
福建福鼎小白鷺?biāo)畯S(240m3/d)
進(jìn)水和出水效果對(duì)比
在農(nóng)村供水中,陶瓷膜工藝流程短,占地面積小,相比常規(guī)工藝,短流程水處理工藝即可穩(wěn)定保障出水水質(zhì)。適用于苛刻環(huán)境,抗微生物能力強(qiáng),無(wú)論是溪溝水、小水塘等農(nóng)飲水水源受限地,亦可穩(wěn)定運(yùn)行,保障出水水質(zhì)。
福鼎小白鷺農(nóng)飲水進(jìn)水水質(zhì)情況
湖南邵陽(yáng)隆回向家村自來(lái)水廠(500m3/d)
上虞章鎮(zhèn)泰山村農(nóng)村飲用水處理系統(tǒng)(480噸/日)
福建福鼎赤溪村城鄉(xiāng)供水一體化項(xiàng)目(720噸/日)
福建福鼎上庵農(nóng)村飲用水處理系統(tǒng)(500噸/日)
陶瓷膜在農(nóng)村飲用水中的應(yīng)用
陶瓷膜在二次供水中的應(yīng)用(未來(lái)社區(qū)項(xiàng)目)
天健水務(wù)結(jié)合氣浮預(yù)處理及絮凝消毒工藝為一體的全新水處理凈水裝置,采用全自動(dòng)運(yùn)行,充分解決了農(nóng)飲水供水的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。該工藝成套設(shè)備已在全國(guó)多地推廣,得到了水利部、浙江省、福建省、湖南省等相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的廣泛好評(píng)與高度贊揚(yáng)。
編輯:徐冰冰
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