1 膜法回收工藝技術(shù)特點(diǎn)
預(yù)處理采用冷卻塔，分離塔，盤(pán)式過(guò)濾器等設(shè)備有機(jī)組合的技術(shù)，可降低離心母液溫度，除去其中含有的大量油脂，化學(xué)助劑和粒徑100 μm 以上的固體與懸浮物等。整個(gè)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，自動(dòng)反洗，連續(xù)出水，運(yùn)行穩(wěn)定，日常維護(hù)工作很少。
超濾裝置使用Hyflux 超小分子質(zhì)量超濾膜，采用外壓操作，錯(cuò)流過(guò)濾，間斷反洗，空氣擦洗的全自動(dòng)運(yùn)行方式。超濾膜組采用雙皮層設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行內(nèi)徑只有0. 01 μm，能有效截留大分子的化學(xué)物質(zhì)。
反滲透設(shè)備采用由凱膜過(guò)濾技術(shù) 有限公司(Company)改良的HY-400D 型抗污染的反滲透膜組。膜生物反應(yīng)器在污水處理，水資源再利用領(lǐng)域，MBR又稱(chēng)膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。
整個(gè)處理系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))，費(fèi)用(expense)低。
經(jīng)該工藝處理的母液可達(dá)到聚合水要求。
2 操作原理
2. 1 盤(pán)式過(guò)濾器過(guò)濾原理
盤(pán)式過(guò)濾器采用過(guò)濾片截留顆粒，過(guò)濾疊片表面有細(xì)微溝紋; 相鄰疊片溝紋走向的角度不同，因而形成許多溝紋交叉點(diǎn)的個(gè)數(shù)也不相同，為18～20 個(gè)不等，這取決于疊片的過(guò)濾精度; 這些交叉點(diǎn)構(gòu)成大量的空腔和不規(guī)則的通路，從而導(dǎo)致紊流，使顆粒間發(fā)生碰撞冷凝，更容易在下一個(gè)交叉點(diǎn)被攔截，因此即使一些顆粒從最初的交叉點(diǎn)漏過(guò)，最終仍會(huì)被后面的交叉點(diǎn)攔截。
盤(pán)式過(guò)濾器過(guò)濾過(guò)程如下:
疊片被彈簧力和壓蓋內(nèi)外壓差形成的壓力緊緊地壓在一起，形成一個(gè)緊密的過(guò)濾元件，可防止水從中穿透。
原水進(jìn)入過(guò)濾器（作用：過(guò)濾雜質(zhì)等）并穿過(guò)過(guò)濾元件。
懸浮雜質(zhì)被攔截在疊片外部和疊片之間。
盤(pán)式過(guò)濾器采用本源反沖進(jìn)行反洗，每套設(shè)備6 個(gè)過(guò)濾芯依次進(jìn)行，也就是直接用過(guò)濾出來(lái)的清液反沖。本體控制器發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉進(jìn)水，打開(kāi)排污，此時(shí):
①過(guò)濾單元過(guò)從相反方向進(jìn)入需反沖的過(guò)濾出水口濾后的出水口;
②橡膠錐斗的裙翼被水的壓力打開(kāi)，水流只能進(jìn)入各反洗噴嘴口;
③壓力水從安裝在反洗噴嘴管上的噴嘴噴出;
④反洗噴嘴管中的壓力水同時(shí)進(jìn)入活塞蓋，推動(dòng)壓蓋向上，松開(kāi)被其壓緊的疊片;
⑤沿切線方向噴射的水流驅(qū)動(dòng)松開(kāi)的疊片快速旋轉(zhuǎn)，分開(kāi)，同時(shí)沖刷攔截的雜質(zhì);
⑥反洗水?dāng)y帶沖刷下來(lái)的雜質(zhì)從排污口排出。
2. 2 超濾機(jī)組原理
Kristrtal300 系列超濾膜是由Hyflux 完全自主研發(fā)的，主要應(yīng)用于工業(yè)及市政水處理領(lǐng)域。該超濾膜組件采用中空纖維形式，纖維的結(jié)構(gòu)和孔徑的分布均針對(duì)難處理的廢水特別設(shè)計(jì)。膜的基本孔徑為0. 01 μm，通過(guò)超濾膜時(shí)完全去除膠體顆粒，病毒，細(xì)菌，其他病原性微生物以及一些大分子物質(zhì)。由于膜具備以上特性，所以超濾滲透也不經(jīng)過(guò)任何處理就能直接進(jìn)入后續(xù)反滲透處理單元，且對(duì)反滲透膜無(wú)任何不良影響。抽濾機(jī)組在去除水中部分有機(jī)物的同時(shí)，降低了反滲透設(shè)備的清洗頻率。
Kristal300 系列超濾膜材質(zhì)為親水性聚醚砜，這種材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性(The stability of)好，可耐受流體中各種嚴(yán)酷的化學(xué)環(huán)境。中空纖維膜紡絲機(jī)外形像纖維狀，具有自支撐作用的膜。它是非對(duì)稱(chēng)膜的一種，其致密層可位于纖維的外表面／如反滲透膜，也可位于纖維的內(nèi)表面(如微濾膜和超濾膜)。對(duì)氣體分離膜來(lái)說(shuō)，致密層位于內(nèi)表面或外表面均可。Kristal300 系列超濾膜采用雙皮層設(shè)計(jì)，不但能進(jìn)行外壓式操作控制，而且能進(jìn)行內(nèi)壓式操作，從而大大拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。Kristal 300 系列超濾膜組件在操作時(shí)采用交錯(cuò)流過(guò)濾的方式進(jìn)行工作。交錯(cuò)流過(guò)濾可以有效地防止污染物在膜表面的堆積，為提高膜的過(guò)濾性能和膜通量，延長(zhǎng)膜的使用的時(shí)長(zhǎng)(lifetime)，降低用戶(hù)的操作費(fèi)用提供了可靠的保障。
Kristal300 系列超濾膜采用的交錯(cuò)過(guò)慮技術(shù)可以有效地防止在死端過(guò)濾技術(shù)中所產(chǎn)生的膜表面結(jié)垢及膜阻塞現(xiàn)象。在采用的交錯(cuò)過(guò)濾技術(shù)時(shí)，膜管內(nèi)液體的流向和膜表面垂直，交錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)完全以壓力為動(dòng)力里進(jìn)行過(guò)濾，在交錯(cuò)流過(guò)濾中，液體的流動(dòng)方向與膜表面平行，當(dāng)頁(yè)面達(dá)到一定的流速時(shí)，就可以沖刷膜表面沉淀下來(lái)的顆粒，而且還可以大大降低（reduce)液體中的顆粒在膜表面沉積的速度，維持膜表面的清潔，保持膜通量的穩(wěn)定。
2. 3 反滲透（Osmosis)及組原理
本設(shè)計(jì)進(jìn)水量為65 m3 /h，產(chǎn)水量為48 m3 /h，濃縮液量為17 m3 /h，回收率≤75%。實(shí)際操作進(jìn)水量為48 m3 /h，產(chǎn)水量為36 m3 /h，濃縮液量為12 m3 /h，一段進(jìn)液壓力控制在
1. 8 MPa 以下，每支壓力容器壓降≤0. 4 MPa。原水經(jīng)反滲透膜過(guò)濾后，鹽和相對(duì)質(zhì)量超過(guò)100 的有機(jī)物被除去，使產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到要求。
反滲透化學(xué)清理工藝流程; 在清洗水箱配置化學(xué)清洗機(jī)，清洗劑經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗泵和清洗用保安過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入膜組件，并經(jīng)濃水排出，液體在膜組件流動(dòng)的方向與正常反滲透過(guò)濾時(shí)的流動(dòng)運(yùn)行方向相同，可進(jìn)行化學(xué)循環(huán)清洗，浸泡或循環(huán)與浸泡交替運(yùn)行。
3 工藝流程
經(jīng)過(guò)沉降的離心母液用離心母液泵送到冷卻塔，拖出易揮發(fā)組分，降低母液溫度后進(jìn)入氣浮池，將母液中含有的油脂，分散劑等助劑除去，以降低COD 含量; 母液在進(jìn)入緩沖池，用母液泵送到盤(pán)式過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)100 μm 的盤(pán)式過(guò)濾器過(guò)濾，進(jìn)入離心母液槽，再經(jīng)過(guò)濾后送入超濾膜系統(tǒng)。母液中，大于超濾膜孔徑的大分子物質(zhì) 被強(qiáng)制截留下來(lái)，系統(tǒng)定時(shí)進(jìn)行反洗，該部分水作為循環(huán)水系統(tǒng); 經(jīng)過(guò)超濾的清水再進(jìn)入儲(chǔ)水槽，用增壓泵經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入反滲透膜組，進(jìn)一步脫去鹽分及有機(jī)物等，該部分濃水送到聚合及干燥裝置作為沖洗水使用，經(jīng)反滲透的水進(jìn)入脫鹽水槽，再送入聚合裝置作為聚合釜的加料水。膜法回收利用離心母液工藝流程圖如圖1。
整個(gè)操作系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)PLC 和小型工控機(jī)控制，可在線和非在線檢測(cè)水質(zhì)，流程簡(jiǎn)單，操作方便。
4 生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)
內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司母液處理裝置自2008 年5 月投資以來(lái)，生產(chǎn)平穩(wěn)，水質(zhì)穩(wěn)定，滿足了PVC 生產(chǎn)系統(tǒng)的用水需求。生產(chǎn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，用處理后的母液生產(chǎn)的PVC樹(shù)脂質(zhì)量見(jiàn)表2。
5 投資及運(yùn)行結(jié)果
5. 1 投資成品
以40 萬(wàn)t /a PVC 計(jì)，總投資費(fèi)用(expense)1200 萬(wàn)元，占地面積2400 m2。
建設(shè)調(diào)試期
1. 5 年。
需操作人員8 人 。
膜的使用壽命(lifetime)是3 年。
該裝置膜過(guò)濾布紛紛為獨(dú)立的3 套系，共計(jì)處理能力160 m3 /h 可根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷情況調(diào)整開(kāi)停裝置套數(shù)。
膜的化學(xué)清洗。在正常運(yùn)行一段時(shí)間 后，膜組件被沸水中懸浮顆粒，有機(jī)物等污染，產(chǎn)水量下降，膜壓差升高。為了使膜組件恢復(fù)原來(lái)的性能，達(dá)到預(yù)計(jì)的產(chǎn)水量，必需定期進(jìn)行化學(xué)清洗。每次單套清洗費(fèi)用3000元左右，主要是消耗（consume)的化學(xué)品的費(fèi)用，清洗工作由內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司員工完成。
母液膜處理裝置運(yùn)行成本見(jiàn)表3。
5. 2 運(yùn)行結(jié)果
處理(chǔ lǐ)后的母液63%用作聚合釜入料水，23%用作生產(chǎn)系統(tǒng)的沖洗水，剩下的12%站進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)作補(bǔ)充水，極大地減少?gòu)U水排放量，降低排污費(fèi)用。
裝置運(yùn)行比較穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)膜損傷和更換膜的現(xiàn)象。若膜的使用壽命達(dá)到3 年，則采用凱膜過(guò)濾技術(shù)有限公司的工藝技術(shù)可行。
降低了污水處理廠規(guī)模和鹽水站規(guī)模。膜生物反應(yīng)器在污水處理，水資源再利用領(lǐng)域，MBR又稱(chēng)膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。減小了總投資。
母液處理成本小于脫鹽水站的制水成本。具體參見(jiàn)
采用處理后的母液生產(chǎn)的PVC 樹(shù)脂與采用新鮮脫鹽水生產(chǎn)的PVC 樹(shù)脂質(zhì)量沒(méi)有差異。
不足及待改進(jìn)方面有:
①盤(pán)式過(guò)濾精度過(guò)大，如能采用50 μm 的孔徑，則應(yīng)該比較理想;
②母液pH 值采用手動(dòng)加酸堿(acid-base)調(diào)節(jié)，但系統(tǒng)較大，手動(dòng)調(diào)控難度大;
③對(duì)聚合配方要求嚴(yán)格，需保證母液的PH 值及其他指標(biāo)（target aim)的穩(wěn)定;
④部分過(guò)濾器堵塞頻繁。
6 結(jié)語(yǔ)
膜法回收了利用PVC 母液技術(shù)在實(shí)踐中已取得成功，該技術(shù)與企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際密切結(jié)合必將為PVC 生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。與氯堿行業(yè)科技工作者的精心改造和上游聚合生產(chǎn)的密切配合下，膜法回收利用母液技術(shù)會(huì)更加完整，收益更大。
