管式微濾膜（TMF）處理新型著色材料廢水的中試研究

金祥福 余天云 黃卓敏

（浙江博世華環保科技有限公司 浙江杭州 310015）

TMF管式微濾膜是一種錯流過濾、壓力驅動的膜分離技術，可以去除0.1～10μm范圍內的懸浮固體物。它與傳統死端過濾方式的區別在于：死端過濾所有混合液體都流向過濾界面，而錯流過濾只是部分液體通過過濾界面成為“產水”，其余部分仍存在系統中成為“濃縮液”，濃縮液帶走幾乎全部的懸浮固體[1]。其PVDF膜能極好地與PVDF支撐管內壁交聯或嵌入到PE支撐管內壁中與支撐管形成強勁的結合，使膜管能在較高的運行壓力和反洗壓力下工作獲得極高的固體去除效率和膜通量；采用錯流過濾，水流切向高速流過膜表面，在過濾的同時還有沖刷清潔膜表面的作用，污染物不易累積，膜面不易污染。目前TMF膜在電鍍廢水處理[2]和線路板廢水處理中得到了大量的應用，取代傳統的加藥、絮凝、沉淀過程。管式微濾膜成套處理設備具有：占地面積少，易于運行維護和控制，耐磨擦和抗溫度波動，膜通量大，出水水質好等優點[3]。

本文主要對江蘇某生產新型著色材料（NCM）企業排出的廢水為研究對象。開展管式微濾膜（TMF）處理著色材料廢水并回收其中氫氧化亞鐵的運行過程中有關膜的通量、清洗周期以及達到的回收濃度的研究，以為初步設計提供依據。結果表明，管式微濾膜（TMF）對著色材料廢水在氫氧化亞鐵污泥濃度在5%情況下，運行穩定、抗污染性能強、通量高。

1 實驗水質

江蘇某生產新型著色材料（NCM）企業排出的廢水水質參數如下：

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企業要求廢水用氫氧化鈉調PH后回收氫氧化亞鐵用于后生產，過程中不得添加任何絮凝劑及助凝劑，以免影響后序產品質量。

實驗的原水采用分析純的七水合硫酸亞鐵與工業級的片堿反應生成氫氧化亞鐵，通過計算配置情況如下：

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2 實驗裝置及流程

2.1 膜裝置

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2.2 設備裝置組成

TMF機架由TMF循環泵、TMF膜組件、反洗柱、相關自動閥、手動閥門、PVC管路組成。本設備配有PLC和流量儀表，全自動化運行。同時配有自動在線清洗，能夠對膜組件進行在線清洗。

2.3 實驗工藝流程工藝流程說明：

①、1#，2#反應池出水流到濃縮水箱里，經泵提升至錯流式TMF膜系統，開始了固液分

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離。濃縮液再回流至回到濃縮水箱。透過膜產水進行回調PH后排放。

②、濃縮水箱里設置液位計來控制系統啟停，并根據膜通量控制固體濃度在一定范圍內。

③、根據膜組件的排列布置，可以對全部或部分膜進行清洗，酸性清洗液用來清洗無機污垢，NaClO用來去除有機物。

3 工藝運行步驟及處理效果

3.1 工藝運行步驟

①將配置好的溶液通過磁力泵泵入TMF設備的濃水箱中。

②開啟TMF膜設備進行過濾，記錄膜通量及壓力的變化情況。

③實驗完成后清洗TMF膜設備。

從圖3-1中能看到，在膜進水壓力基本不變的情況下，TMF膜產水通量隨濃度升高而降低。

從圖3-2可以看出，實驗效果跟實驗1基本相同，實驗后期隨著溫度升高，產水通量也隨之升高。

圖3-1 實驗一進口壓力及產水通量隨時間變化情況

實驗一： 表3-1 實驗一運行數據及分析數據

圖3-2 實驗二進口壓力及產水通量隨時間變化情況

實驗二：

表3-2：實驗二運行數據及分析數據

4 結論

4.1 在進水壓力基本保持不變的情況下，隨著Fe(OH)2溶液濃度的升高，TMF膜設備的產水通量隨之下降；在濃度達到5%時，TMF產水通量為160L/H，膜通量約為460L/m2h；濃度達到10%時，TMF產水通量為150L/H，膜通量約為430L/m2h。

4.2 通過2組實驗來看，在實驗的最后內循環階段，隨著運行時間的增加，溫度有所上升，膜產水通量也隨之稍有升高。

4.3 濃縮至5%的氫氧化鐵濃度時間短，分離效果好，產水濁度小于1NTU。

[1]Peter S.Cartwriht.管式微濾膜(TMF)技術應用于一個獨特的零排放系統 [A].中國科學技術協會、國家海洋局、青島市人民政府.2012青島國際脫鹽大會論文集[C].中國科學技術協會、國家海洋局、青島市人民政府:,2012:8.

[2]余素耘.膜技術在電鍍中水回用處理中的應用，2013.