1.1.1碟管式膜組件
DT膜技術(shù)即碟管式膜技術(shù)，分為DTRO(碟管式反滲透)和DTNF(碟管式納濾)兩大類(lèi)，是一種專(zhuān)利型膜分離設備。它的膜組件構造與傳統的卷式膜截然不同，原液流道：碟管式膜組件具有專(zhuān)利的流道設計形式，采用開(kāi)放式流道，料液通過(guò)入口進(jìn)入壓力容器中，從導流盤(pán)與外殼之間的通道流到組件的另一端，在另一端法蘭處，料液通過(guò)8個(gè)通道進(jìn)入導流盤(pán)中，被處理的液體以最短的距離快速流經(jīng)過(guò)濾膜，然后180º逆轉到另一膜面，再從導流盤(pán)中心的槽口流入到下一個(gè)導流盤(pán)，從而在膜表面形成由導流盤(pán)圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的雙”S”形路線(xiàn)，濃縮液最后從進(jìn)料端法蘭處流出。DT組件兩導流盤(pán)之間的距離為4mm，導流盤(pán)表面有一定方式排列的凸點(diǎn)。這種特殊的水力學(xué)設計使處理液在壓力作用下流經(jīng)濾膜表面遇凸點(diǎn)碰撞時(shí)形成湍流，增加透過(guò)速率和自清洗功能，從而有效地避免了膜堵塞和濃度極化現象，成功地延長(cháng)了膜片的使用壽命;清洗時(shí)也容易將膜片上的積垢洗凈，保證碟管式膜組適用于處理高渾濁度和高含砂系數的廢水，適應更惡劣的進(jìn)水條件。
透過(guò)液流道：過(guò)濾膜片由兩張同心環(huán)狀反滲透膜組成，膜中間夾著(zhù)一層絲狀支架，使通過(guò)膜片的凈水可以快速流向出口。這三層環(huán)狀材料的外環(huán)用超聲波技術(shù)焊接，內環(huán)開(kāi)口，為凈水出口。滲透液在膜片中間沿絲狀支架流到中心拉桿外圍的透過(guò)液通道，導流盤(pán)上的O型密封圈防止原水進(jìn)入透過(guò)液通道;透過(guò)液從膜片到中心的距離非常短，且對于組件內所的過(guò)濾膜片均相等。
碟管式膜柱流道示意圖
DT膜片和導流盤(pán)
1.1.2兩級DTRO工藝
兩級DTRO工藝是基于碟管式反滲透膜的工藝運用，其核心技術(shù)在于碟管式反滲透膜的獨特結構形式，使得反滲透膜直接處理高濃度廢水成為可能，是一種穩定可靠的處理技術(shù)，具備投資省、自控程度高操作維護簡(jiǎn)便、運行費用低以及穩定持續滿(mǎn)足排放要求的特點(diǎn)，具體如下：
(1)流程簡(jiǎn)潔緊湊，設備成套裝置標準化
如兩級DTRO成套裝置圖，該成套裝置中集成了用于預處理的砂濾系統、保安過(guò)濾器，用于反滲透分離的膜組件、高壓泵、循環(huán)泵，用于系統清洗的清洗水箱以及用于設備供電及控制的MCC柜和PLC柜等。
此外，用于原水加酸調節，出水堿回調等原水罐、泵閥等也是標準化成套設備，均在工廠(chǎng)完成加工、安裝及調試;運達現場(chǎng)吊裝就位后即可調試，投入運行周期短。
(2)工藝穩定性強、維護簡(jiǎn)單、能耗低
由于影響膜系統截留率的因素較少，所以系統出水水質(zhì)很穩定，不受可生化性、炭氮比等因素的影響;工藝中采用的DT膜組件采用標準化設計，組件易于拆卸維護，打開(kāi)DT組件可以輕松檢查維護任何一片過(guò)濾膜片及其它部件，維修簡(jiǎn)單，當零部件數量不夠時(shí)，組件允許少裝一些膜片及導流盤(pán)而不影響DT膜組件的使用。
DT膜組件有效避免膜的結垢，膜污染減輕，使反滲透膜的壽命延長(cháng)。DT的特殊結構及水力學(xué)設計使膜組易于清洗，清洗后通量恢復性非常好，從而延長(cháng)了膜片壽命。實(shí)踐工程表明，在滲液原液處理中，一級DT膜片壽命可長(cháng)達3年，甚至更長(cháng)，接在其它處理設施后(比如MBR)壽命長(cháng)達5年以上，這對一般的反滲透處理系統是無(wú)法達到的。
在該工藝中不需要實(shí)現污染物質(zhì)的最終去除，僅為分離作用，因此，運行能耗大大降低;DT組件內部任何單個(gè)部件均允許單獨更換。過(guò)濾部分由多個(gè)過(guò)濾膜片及導流盤(pán)裝配而成，當過(guò)濾膜片需更換時(shí)可進(jìn)行單個(gè)更換，對于過(guò)濾性能好的膜片仍可繼續使用，這最大程序減少了換膜成本。
(3)出水水質(zhì)好
反滲透膜對各項污染物都具有極高的去除率，出水水質(zhì)好，目前的主要運用為單級(串聯(lián)至生化出水后)及兩級DTRO，完全可以滿(mǎn)足各類(lèi)回用或排放標準。
(4)運行靈活
DTRO系統作為一套物理分離設備，操作十分靈活，可以連續運行，也可間歇運行，還可以調整系統的串并聯(lián)方式，來(lái)適應水質(zhì)水量的要求。
(5)建設周期短，調試、啟動(dòng)迅速
兩級DTRO工藝的核心組件均在工廠(chǎng)組裝完畢，附以配套的廠(chǎng)房、水池建設，規模很小，建設速度快。設備運抵現場(chǎng)后只需兩周左右的時(shí)間安裝調試工作就可完成。
(6)自動(dòng)化程度高，操作運行簡(jiǎn)
該工藝系統為全自動(dòng)式，整個(gè)系統設有完善的監測、控制系統，PLC可以根據傳感器參數自動(dòng)調節，適時(shí)發(fā)出報警信號，對系統形成保護，操作人員只需根據操作手冊查找錯誤代碼排除故障，對操作人員的經(jīng)驗沒(méi)有過(guò)高的要求。
(7)占地面積小
兩級DTRO工藝的核心設備為集成式安裝，附屬構筑物及設施也是一些小型構筑物，占地面積很小。
(8)可循環(huán)使用
兩級DTRO工藝的核心組件為DTRO一體化設備，移動(dòng)安裝簡(jiǎn)便，設備整體使用壽命20年以上，一個(gè)項目結束后可移至其它項目繼續使用。
1.2工藝流程及說(shuō)明
1.2.1工藝流程
1.2.2流程說(shuō)明
1.2.2.1預處理
高濃度廢水由于其出廠(chǎng)條件，前處理流程等的不同，其組成成份復雜，存在各種鈣、鎂、鋇、硅等種難溶鹽，這些難溶無(wú)機鹽進(jìn)入反滲透系統后被高倍濃縮，當其濃度超過(guò)該條件下的溶解度時(shí)將會(huì )在膜表面產(chǎn)生結垢現象。而調節原水pH值能有效防止碳酸鹽類(lèi)無(wú)機鹽的結垢，故在進(jìn)入反滲透前須對原水進(jìn)行pH值調節。
調節池出水泵入反滲透系統的原水罐，在原水罐中通過(guò)加酸，調節pH，原水罐的出水經(jīng)原水泵加壓后再進(jìn)入石英砂過(guò)濾器，砂濾器數量按具體處理規模確定，其過(guò)濾精度為50μm。砂濾器進(jìn)、出水端都有壓力表，當壓差超過(guò)2.5bar的時(shí)候須執行反洗程序。砂濾器反沖洗的頻率取決于進(jìn)水的懸浮物含量，對一般的廢水來(lái)說(shuō)，砂濾器反沖洗周期約100小時(shí)左右，對于SS值比較低的原水，砂濾運行100小時(shí)后若壓差未超過(guò)2.5bar也須進(jìn)行反沖洗，以避免石英砂的過(guò)度壓實(shí)及板結現象，兩者以先到時(shí)間為自動(dòng)激活砂濾反洗時(shí)間。砂濾水洗采用原水清洗;氣洗使用旋片壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣。
砂濾出水后進(jìn)入芯式過(guò)濾器，對于滲瀝液級系統，由于原水中鈣、鎂、鋇等易結垢離子和硅酸鹽含量高，經(jīng)DT膜組件高倍濃縮后這些鹽容易在濃縮液側出現過(guò)飽和狀態(tài)，所以根據實(shí)際水質(zhì)情況在芯式過(guò)濾器前加入一定量的阻垢劑防止硅垢及硫酸鹽結垢現象的發(fā)生，具體添加量由原水水質(zhì)分析情況確定，阻垢劑應加20倍水進(jìn)行稀釋后使用。芯式過(guò)濾器為膜柱提供最后一道保護屏障，芯式過(guò)濾器的精度為10μm。同樣，芯式過(guò)濾器的數量同砂濾一樣按具體處理規模確定。
1.2.2.2兩級DTRO系統
膜系統為兩級反滲透，第一級反滲透需要從芯式過(guò)濾器后進(jìn)水，第二級反滲透處理第一級透過(guò)水。
原水儲罐的出水，由泵PK00211給反滲透設備供水，砂濾器增壓泵PK13011給原水提供壓力。砂濾器共有1個(gè)，FS13011。砂濾器進(jìn)、出水端都有壓力表，當壓差超過(guò)2.5bar的時(shí)候須執行反洗程序。砂濾器反沖洗的頻率取決于進(jìn)水的懸浮物含量。反沖洗時(shí)先用氣泵RK13811進(jìn)行氣洗，再用泵PK13011進(jìn)行沖洗，砂濾器的過(guò)濾精度為50μm。經(jīng)過(guò)砂濾器后原水直接進(jìn)入芯式過(guò)濾器，設備配有芯式過(guò)濾器2臺，其進(jìn)、出水端都有壓力表，當壓差超過(guò)2.0bar的時(shí)候進(jìn)行更換濾芯。芯式過(guò)濾器過(guò)濾的精度為10μm為膜柱提供最后一道保護屏障。為了防止各種難溶性硫酸鹽、硅酸鹽在膜組件內由于高倍濃縮產(chǎn)生結垢現象，有效延長(cháng)膜使用壽命，在一級反滲透膜前需加入一定量的阻垢劑。添加量按原水中難溶鹽的濃度確定。
經(jīng)過(guò)芯式過(guò)濾器的原水直接進(jìn)入一級反滲透高壓柱塞泵。
DT膜系統每臺柱塞泵后邊都有一個(gè)減震器，用于吸收高壓泵產(chǎn)生的壓力脈沖，給膜柱提供平穩的壓力。經(jīng)高壓泵后的出水進(jìn)入膜組件，膜組件采碟管式反滲透膜柱，抗污染性強，物料交換效果好的優(yōu)點(diǎn)，對滲瀝液的適應性很強，一級DTRO膜壽可達3年以上，二級DTRO膜壽命長(cháng)達5年。一級反滲透系統擬設兩組，為串聯(lián)連接方式，第一組反滲透的濃液進(jìn)入串聯(lián)后置的第二組，各組處理的濃液COD濃度及鹽含量依次增加。二級反滲透設一組。
第一級反滲透的減震器出水進(jìn)入第一個(gè)膜組(FM161)，第一組由高壓泵直接供水，第二組膜柱配一臺在線(xiàn)循環(huán)泵以產(chǎn)生足夠的流量和流速以克服膜污染;第二級反滲透不需要在線(xiàn)增壓泵，由于其進(jìn)水電導率比較低，回收率比較高，僅僅使用高壓泵就可以滿(mǎn)足要求。
膜柱組出水分為兩部分。第一級反滲透的透過(guò)液排向第二級反滲透的進(jìn)水端，濃縮液排入濃縮液儲存池。第二級反滲透的透過(guò)液進(jìn)入凈水儲存池，等待回用，濃縮液進(jìn)入第一級反滲透的進(jìn)水端，進(jìn)行進(jìn)一步的處理。兩級反滲透的濃縮液端各有一個(gè)壓力調節閥(VS1601和VS2601)，用于控制膜組內的壓力，以產(chǎn)生必要的凈水回收率。
一級DTRO工藝流程示意圖
二級DTRO工藝流程示意圖
1.2.2.3清水脫氣及pH值調節
由于高濃度廢水中含有一定的溶解性氣體，而反滲透膜可以脫除溶解性的離子而不能脫除溶解性的氣體，就可能導致反滲透膜產(chǎn)水pH值會(huì )稍低于排放要求，經(jīng)脫氣塔脫除透過(guò)液中溶解的酸性氣體后，pH值能顯著(zhù)上升，若經(jīng)脫氣塔后的清水pH值仍低于排放要求，此時(shí)系統將自動(dòng)加少量堿回調pH值至排放要求。由于出水經(jīng)脫氣塔脫氣處理，只需加微量的堿液即能達到排放要求。
出水pH回調在清水罐中進(jìn)行，清水排放管中安裝有pH值傳感器，PLC判斷出水pH值并自動(dòng)調節計量泵的頻率以調整加堿量，最終使排水pH值達到排放要求。
1.2.2.4設備的沖洗和清洗
膜組的清洗包括沖洗和化學(xué)清洗兩種。
反滲透系統有清洗劑A、清洗劑C、阻垢劑和清洗緩沖罐。操作人員需要定期給儲罐添加清洗劑和阻垢劑，設定清洗執行時(shí)間，需要清洗的時(shí)候系統自動(dòng)執行。
系統沖洗：
膜組的沖洗在每次系統關(guān)閉時(shí)進(jìn)行，在正常開(kāi)機運行狀態(tài)下需要停機時(shí)，一般都采取先沖洗后再停機模式。系統故障時(shí)自動(dòng)停機，也執行沖洗程序。沖洗的主要目的是防止原水中的污染物在膜片表面沉積。沖洗分為兩種，一種是用原水沖洗，一種是凈水沖洗，兩種沖洗的時(shí)間都可以在操作界面上設定，一般為2-5分鐘。