企业特殊行业经营资质信息公示
点击图片查看原图
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
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MFT SM-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 |
|
**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
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140 bar两种规格SUPERRO膜柱，并联排布，共用一台**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，**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 |
| ||
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。**压力升至67公斤，接近膜元件能承受的**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**膜的平均通量为12.99LMH，远超膜元件要求的**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 | ||
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。**压力升至20公斤，远未达到膜元件能承受的**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**膜的平均通量为25LMH，远超本膜元件要求的**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**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 | ||
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。**压力升至66公斤，已接近膜元件能承受的**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**膜的平均通量为13.79LMH，远超膜元件要求的**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**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，因此此废水处理与否，需要了解清楚此废水来源及性质后，再做决定。
