南京某膜材料科技有限公司生產玻璃纖維、高比面積電池隔膜制品。公司在生產過程中有120m3/h循環(huán)水在重復使用并定期(1～2天)排放。在連續(xù)生產過程中由于循環(huán)水的水質在不斷惡化，使生產的隔膜制品不斷下降，而且每次停產換水過程影響生產效率;且水資源未充分利用，大量排放給污水處理站帶來較大負荷。本試驗擬采用膜分離技術對生產線的循環(huán)使用水進行凈化回用，延長生產線運行時間，同時檢驗超濾膜組件處理含玻璃纖維及膠體廢水的性能，并從中獲得穩(wěn)定可靠的膜運行工藝參數，為膜法處理在項目上應用提供有力支撐。

　　1、試驗部分

　　1.1 廢水來源

　　廢水主要來源于某電池隔膜材料加工生產線，電池隔膜材料生產主要將玻璃微纖維、稀硫酸按比例加入到水力碎漿機，將絮狀玻璃纖維分解開，通過添加純水和稀硫酸控制漿液pH在3～5之間。將制備好的漿液和來自水池沖漿區(qū)域的白水同時進入生產線進行成型，生產線產生的多余含漿廢水進入白水循環(huán)水池，水循環(huán)池水含有玻璃微纖維、膠體、pH為2左右的酸性廢水。

　　1.2 試驗工藝流程

　　本次中試試驗，采用自制一套全自動超濾中試裝置(內裝一根超濾膜組件)，采用提升泵從白水循環(huán)池中將廢水提升至超濾中試裝置進行過濾處理，產水回至白水循環(huán)池繼續(xù)生產使用，工藝流程如圖1所示。

　　1.3 試驗原理及試驗方法

　　本次試驗，主要利用中試設備中的超濾膜對廢水進行過濾處理。其原理是利用人工合成的，具有選擇透過性的超濾膜，以外界壓力作為推動力，對廢水進行分離的過程。

　　其分離工藝流程，主要分為兩種分離方式，一種為錯流過濾，另一種為死端過濾。錯流過濾是先用潛水泵從生產線循環(huán)水水池中將循環(huán)廢水提升至超濾設備原水箱中，原水箱中的廢水經原水泵抽取進入超濾膜組件中，在膜兩側的壓差作用下，分離成濃水和滲透液兩部分，其中無法穿透膜的雜質被截留在膜的外表面(濃水側)，并回流進入原水箱中再次處理;透過膜的滲透液，即清澈的產水進入產水箱中，最終達到廢水被分離的目的，在本次試驗中，產水被溢流回循環(huán)水水池。死端過濾則是關閉回流管路，讓所有原水全部從超濾膜過濾，截留雜質完全保留在膜組件內，其他同錯流過濾流程相同。

　　2、試驗過程及結果討論

　　本次試驗主要分為三個階段：第一階段，針對生產線循環(huán)廢水進行試運行，查看中試裝置是否可以適用于此過程;第二階段，采用錯流過濾方式連續(xù)處理循環(huán)廢水，檢測超濾膜運行情況;第三階段，采用死端過濾方式連續(xù)處理循環(huán)廢水，檢測超濾膜運行情況。本次試驗進行了20d左右，設備預調試用了6d時間。

　　2.1 膜設備適用性測試

　　第一階段實驗是超濾膜中試設備處理白水循環(huán)池水，間斷運行了3d，每天11h，合計運行33h。參數設置為進水流量8m3/h左右，產水流量3m3/h左右。進水為乳白色牛奶狀的原水，經過超濾膜處理所得產水箱的產水始終非常清澈。

　　2.2 錯流過濾檢測膜運行性能

　　第二階段采用錯流過濾方式連續(xù)運行中試設備。本階段實驗根據生產線不同產品批次產生不同的廢水水質，為考察不同水質的水對超濾膜運行的影響情況，中試設備運行與生產過程換水周期同步。設置進水為8m3/h，產水為3m3/h，連續(xù)過濾至生產線，再對設備進行反洗，反洗后設備過濾運行，記錄運行數據。實驗結果如圖所示。

　　從圖2中可以看出，隨著運行時間的延長，膜的跨膜壓差逐漸增大;當再次換水并對膜進行反洗，跨膜壓差均能得到恢復，跨膜壓差反應了膜被堵塞的情況，在壓差允許范圍內，跨膜壓差越高，膜被堵塞越嚴重。通過本階段試驗可知，在連續(xù)運行情況下，超濾膜設備可以保證出水水質清澈。膜運行過程發(fā)生污堵可通過反洗使膜性能得到恢復。這說明設備采用錯流過濾處理循環(huán)水可行的。

　　2.3 死端過濾方式檢測膜運行性能

　　第三階段采用死端過濾方式(即進水量等于產水量)連續(xù)運行中試設備。設備運行時，設置進水流量為3m3/h左右，產水流量也是3m3/h左右，實驗參數設置過濾時間分別設置為1、2和4h，然后進行清洗，清洗過程為：氣擦洗時間2min，反洗2min，正沖1min

　　實驗結果表明過濾時間為1h和2h時，跨膜壓差變化很小;過濾時間4h時，跨膜壓差發(fā)生明顯的變化，但經過反洗后，跨膜壓差很快可以恢復。通過本輪試驗可知，過濾時間設置為2h以內，超濾設備可以一直連續(xù)運行;當過濾時間設置為4h以上，雖然跨膜壓差變動幅度較大，但反洗后可以仍可恢復，且得到的產水非常清澈，說明超濾膜死端過濾，連續(xù)處理生產線循環(huán)廢水同樣是可行的。

　　3、結論

　　本次試驗分別采用膜法處理中的錯流過濾和死端過濾兩種方式，對生產線循環(huán)廢水連續(xù)處理。通過上述三個階段的試驗可知：

　?、籴槍λ|不斷惡化的循環(huán)水，超濾膜處理是可行的，同時設備持續(xù)運行，保證了預期產水量和水質，有利于生產線生產效率的提高;

　　②生產線循環(huán)水經超濾膜處理后，外排水量將大量減少，有利于減輕污水處理站運行負荷;

　?、劢涍^連續(xù)試驗發(fā)現，此次采用的超濾膜擁有優(yōu)良的膜通量和過濾性能，完全可以滿足生產線循環(huán)水回用要求。

　　超濾膜污堵在超濾系統(tǒng)運行中是必然的過程，為使超濾膜重新恢復優(yōu)良的過濾性能，膜的反洗是系統(tǒng)正常運行必不可少的環(huán)節(jié)。本次實驗膜清洗僅采用物理方法，采用氣擦洗、反向沖洗法和正向沖洗法相結合的方法，可以使膜性能得到恢復。(來源：南京萬瑞建設工程有限公司)