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中国电力报:童话花园里的“膜法”武器
来源:中电工程 作者:叶华 日期:2018-04-11 访问次数: 字号:[ ]

  2017年底正式投产的芜湖中电环保发电项目是中国能建华东电力设计院有限公司(简称“华东院”)负责设计的集垃圾焚烧处理、余热发电、青少年环保教育基地等多种功能为一体的生活垃圾焚烧发电项目。欧洲古堡式的主厂房、充满童趣的冷却塔、环境优美的景观设计,让它由工厂变身成了都市里的“童话花园”。这座“童话花园”变废为宝,将生活垃圾变成绿色电能,各类黑臭的废水通过处理后又魔法般地变成了股股清泉重新被电厂利用,而这些魔法的实现都要归功于藏在“童话花园”里的各系“魔法”武器。
  “火系魔法武器”MBR超滤膜
  火系魔法是最常用的攻击型魔法,攻击力强,攻击面广。MBR超滤膜(UF)就是废水处理系统的火系魔法武器。超滤膜可以想象成在一张塑料薄膜上密密麻麻的开了无数个小孔,而孔径只有头发丝的千分之一,能过滤出水中粒径大于10纳米 (0.01微米)左右的固体物质。
  生活垃圾焚烧发电项目中危害性最大的废水就是垃圾渗沥液,漆黑、恶臭、粘稠,含有大量的有毒有害物质。MBR超滤膜技术是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术,其前端生物处理单元利用特殊微生物菌群(如厌氧菌、硝化菌)来“吃掉”渗沥液中的各类有机物,后端利用超滤膜高效地进行固液分离,将生物处理单元出水中的悬浮物质、胶体物质、流失的微生物菌群与已净化的水分开。被分离出的浓液送回生物处理单元进行重新处理,而过滤产水中的COD可降到800毫克每升以下,去除率为90%,悬浮物含量可降到8毫克每升左右,去除率接近99%,处理效果堪比火系魔法“流星火雨”。
  “风系魔法武器”纳滤膜
  风系魔法的感知能力是最灵敏的,虽然其攻击力不如火系魔法那样强大,但是凭借着它无孔不入的特性,对于适合它的对手往往可以产生出巨大伤害,钠滤膜(NF)就是废水处理系统的风系魔法武器。钠滤膜的膜表面微孔结构只有1纳米(0.001微米),能截留纳米级的物质,因此被称为“纳滤膜”。
  垃圾渗沥液经过MBR超滤膜处理后,悬浮物、大分子有机物都被过滤掉了,但渗沥液中还含有大量的小分子难降解有机物质和重金属离子等有害物质,仍然需要进行深度处理。纳滤膜凭借着纳米级的微孔可以过滤出分子量为200~1000(道尔顿)难降解小分子有机物和溶解在水中多价离子如汞离子、铅离子、镉离子、钙离子、镁离子重金属离子等及部分一价离子,其产水无色无味,清澈如泉水,基本满足排放要求。
  “光系魔法武器”反渗透膜
  光系魔法是治愈能力最强的魔法,最强大的光系禁咒甚至能够起死回生,反渗透膜就是废水处理系统的终极光系魔法武器,经过反渗透处理,可以让污水恢复到接近纯净水的状态,就像获得重生一样。
  反渗透膜(RO)是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,其膜的    孔径约0.1纳米,是最精细的一种分离膜,它在允许水分子通过的同时,几乎能有效截留所有溶解离子及分子量大于100(道尔顿)的有机物,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、细菌、病毒、有机物等,反渗透的产水几乎可以达到饮用水标准。
  “电系魔法武器”特种物料分离膜
  电系魔法是一种比较少见的魔法,其破坏力巨大,对金属物质很有用,但对木质或土质物体作用就不明显了。特种物料分离膜的特性也像电系魔法一样具有针对性。
  渗沥液经过纳滤膜处理后,被分离出的难降解小分子有机物和多价离子均浓缩到了浓水中,由于浓水量达到了总水量的15%,且水质复杂,需要进行有针对性的处理。考虑到后续的反渗透膜可以去除多价离子,但小分子有机物却会让反渗透膜性能快速衰退,因此极具针对性的特种物料分离膜就有了用武之地。特种物料分离膜凭借着特殊的微孔结构,可以将水体中难降解的小分子有机物质过滤出来,而所有溶解性的离子均能安全通过,因此特种物料分离膜能把原本无法继续处理的纳滤浓水分离成两部分,一种是产水,可以送至反渗透系统进行脱盐处理;另一种是浓水,其主要成分就是传说中的“腐殖酸”,是有机复合肥、营养土重要原料。
  “水系魔法武器”管式微滤膜
  水系魔法一般是辅助型魔法,攻防一般,但治愈能力突出,任何伤口都能在似水    柔情下快速消失,管式微滤膜(TMF)就是能够辅助“软化”的水系魔法武器。
  芜湖中电环保发电项目为了实现最终的废水零排放采用了MVR蒸发系统对反渗透的浓水进行蒸发,但是由于浓水中的钙、镁离子含量太高,容易在蒸发器内部结垢,影响蒸发效果,需要对浓水进行“软化”处理———也就是利用药剂让水中的钙、镁离子形成沉淀并滤出,降低水体的硬度,进而保障蒸发系统的稳定运行。
  “土系魔法武器”陶瓷膜
  土系魔法是防御力最强的魔法,由土系魔法铸就的铜墙铁壁可以轻易抵挡千军万马的冲击,陶瓷膜并不是与超滤膜、纳滤膜、反渗透膜一样为高分子有机物制品,而是用氧化铝、氧化锆等无机物通过高温烧结而成,并利用特殊工艺形成微孔过滤结构,陶瓷膜的抗冲击、抗污染、清洗能力都远大于常规的有机膜,是当之无愧的土系“膜法”武器。
  在循环水排污水处理系统中,采用了“陶瓷膜+反渗透”的组合工艺,由陶瓷膜过滤掉污水中大量的悬浮物和有机物,再由反渗透膜进行脱盐处理。冷却塔排污水水量较大,悬浮物含量高,陶瓷膜其强大的抗污染和清洗能力完美的诠释了土系魔法防御力的坚韧。
  华东院水处理设计的“膜”法师们,创新地利用这些神奇的“膜”法武器,不但让芜湖中电环保发电项目实现了废水零排放,还能变废为宝,废水回用率超过90%,全年节水30万吨,让这个都市里的“童话花园”更加绿色、美丽。
  (《中国电力报》2018年3月27日第6版)

 

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