污水處理裝置中水回用中膜系統(tǒng)的維護(hù)與管理措施

任曉杰 萬學(xué)幫 趙志強(qiáng) 孫風(fēng)亮

摘 要：本文簡單介紹了中水回用和雙膜系統(tǒng)，并分別從膜運(yùn)行指標(biāo)、檢漏以及化學(xué)清洗等三方面，對污水處理裝置中水回用中超濾膜系統(tǒng)、反滲透膜系統(tǒng)的維護(hù)與管理措施進(jìn)行了探討，以供相關(guān)人員參考和研究。

關(guān)鍵詞：中水回用;超濾膜系統(tǒng);反滲透膜系統(tǒng);維護(hù)與管理

以膜進(jìn)行水處理是現(xiàn)代水處理工藝的常見形式，尤其是在各種膜科技快速發(fā)展、廣泛應(yīng)用的情況下更是如此，其能夠?qū)崿F(xiàn)高效、深度的水處理，進(jìn)而滿足不同用途的水質(zhì)要求。為了有效保障中水回用質(zhì)量和效率，有必要加強(qiáng)對雙膜系統(tǒng)的維護(hù)與管理，保障膜系統(tǒng)高效運(yùn)行，延長其使用壽命。

1 中水回用和雙膜系統(tǒng)概述

1.1 中水回用

中水是一個(gè)與上水、下水而形成的概念，其又被稱作再生水、雜用水等，其水質(zhì)介于生活自來水和排入管道內(nèi)污水之間。換言之，中水不能像上水一樣直接用于生活的方方面面，但是也不像下水一樣只能被排走，而是具有一定的利用價(jià)值，如沖洗廁所、澆灌綠地和樹木、清潔道路、建筑施工、噴水池等。近年來，中水回收越來越受重視，合理開發(fā)與利用中水，不但可以獲取一部分主要集中于城市的可利用水資源領(lǐng)，還能有效促進(jìn)水資源“優(yōu)質(zhì)優(yōu)用、低質(zhì)低用”的實(shí)現(xiàn)，真正做到環(huán)境保護(hù)、水污染防治，促進(jìn)社會與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此在污水處理裝置中，中水回收工藝的重要性越來越突出。

1.2 雙膜系統(tǒng)

在污水處理裝置的中水回用中，膜系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的部分，而膜系統(tǒng)的進(jìn)水則通常是城市中水廠或工業(yè)污水處理站的出水。由于膜系統(tǒng)的進(jìn)水存在水質(zhì)變化較大的特征，包括COD、氨氮、pH值等都各不相同，故而需要有效利用膜系統(tǒng)對中水進(jìn)行預(yù)處理，而且多采取雙膜系統(tǒng)，分別為超濾膜系統(tǒng)和反滲透膜系統(tǒng)。其中超濾膜是一種用于超濾過程并能將一定大小的高分子膠體或懸浮顆粒從溶液中分離出來的高分子半透膜，適用于脫除膠體級微粒和大分子，可以對對中水進(jìn)行簡單預(yù)處理。反滲透膜則是利用反滲透技術(shù)，基于高于溶液滲透壓作用下其他物質(zhì)不能透過半透膜的特性，起到過濾分離作用。應(yīng)用雙膜系統(tǒng)的一大優(yōu)勢在于超濾膜可以保護(hù)反滲透膜，同時(shí)脫除COD與鹽分，得到高品質(zhì)的回收水。

2 污水處理裝置中水回用中膜系統(tǒng)的維護(hù)與管理措施

2.1 超濾系統(tǒng)的維護(hù)與管理

2.1.1 監(jiān)測超濾濾膜運(yùn)行指標(biāo)

超濾濾膜運(yùn)行過程中對中水pH值要求相對較低，基本上所有中水都不會對濾膜造成損傷，故而在實(shí)際運(yùn)行中只需要定期檢測經(jīng)過超濾濾膜的中水的pH值。而從進(jìn)水濁度的層面看，超濾濾膜的指標(biāo)要求同樣極為寬泛，基本上所有中水的濁度都不會對超濾濾膜的正常運(yùn)行造成影響。不過需要注意的是，超濾濾膜需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗，如果進(jìn)水濁度過高的話，會導(dǎo)致清洗周期縮短，因此一般需要將中水進(jìn)水濁度控制在5NTU以下。在壓力一定的情況下，進(jìn)水溫度越高，超濾濾膜的清水透過率也就越高，因此有必要對進(jìn)水溫度進(jìn)行周期性監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果決定是否需要采取預(yù)加熱的方式來提高進(jìn)水溫度。另外超濾濾膜進(jìn)水中應(yīng)當(dāng)包含一定量的余氯，這樣能夠?qū)ξ⑸镞M(jìn)行有效處理，以免大量微生物滋生對濾膜造成損害，通常只需要將余氯量控制在0.1mg/L。另外還需要對超濾濾膜的出水濁度、SDI值進(jìn)行監(jiān)測，從而判斷其過濾效果，一般需要確保超濾膜系統(tǒng)出水的濁度不超過1NTU，同時(shí)SDI指不超過3，如果存在超標(biāo)情況，需要及時(shí)進(jìn)行檢查和維護(hù)。

2.1.2 膜元件檢漏

超濾膜系統(tǒng)的膜元件中包含大量中空纖維管，而且但凡任一纖維管破裂、斷裂都會影響超濾膜系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量及效率。因此必須定期對超濾膜元件進(jìn)行檢漏，一般是直接監(jiān)測各個(gè)膜元件出水濁度，并在確認(rèn)膜管破裂的膜元件后進(jìn)一步采取氣壓法檢查斷裂的膜管。具體操作為將膜管破裂的膜元件濾后水端通入壓縮空氣，并于膜元件兩端涂上肥皂水，并觀察端口是否產(chǎn)生氣泡。

2.1.3 化學(xué)清洗

在進(jìn)行化學(xué)清洗之前，需要先對超濾膜元件污染加以確定，并針對性地選擇合適清洗液。常見的污染形式包含雜質(zhì)和有機(jī)物污染、有機(jī)物污染兼有金屬化合物污染或硅漬、金屬污染等。而且在最好能夠使用兩種清洗劑混合而成的清洗液，實(shí)現(xiàn)清洗效果互補(bǔ)。在實(shí)際操作中應(yīng)當(dāng)將兩種合適的清洗劑進(jìn)行聯(lián)合連續(xù)清洗，如酸、堿、螯合劑、氧化劑、專用清洗劑等，如果化學(xué)清洗劑選用不當(dāng)那么清洗效果將會大打折扣，不利于膜通量的完全恢復(fù)。需要注意的是，使用化學(xué)藥劑對超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行清洗，會對系統(tǒng)穩(wěn)定性及使用壽命造成一定損耗，長此以往必然會導(dǎo)致系統(tǒng)性能逐步衰減。對此，可以嘗試應(yīng)用PVDF膜組件，在高濃度化學(xué)藥劑及高溫作用下依舊可以保持良好性能，有效降低化學(xué)藥劑對超濾系統(tǒng)的影響，減緩相應(yīng)的跨膜壓差增長趨勢，維持系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而保障其對反滲透系統(tǒng)的保護(hù)作用。

2.2 反滲透系統(tǒng)的維護(hù)與管理

2.2.1 監(jiān)測反滲透膜運(yùn)行指標(biāo)

通過反滲透濾膜的中水由于需要進(jìn)行脫鹽處理，同時(shí)可能造成污堵現(xiàn)象，因此通常需要將其進(jìn)水pH值控制在7～8之間。反滲透濾膜的高效運(yùn)行意味著進(jìn)水濁度以及SDI不能過高，否則過濾處理效果會受到較大影響，通常需要將濁度控制在1NTU以下，SDI控制在4以下，實(shí)際上經(jīng)超濾膜系統(tǒng)處理的出水就能完全滿足其進(jìn)水要求。和超濾濾膜一樣，一定壓力下反滲透濾膜的進(jìn)水溫度越高，其清水透過率也就越高，因此在其運(yùn)行過程中通常需要將進(jìn)水溫度控制在20℃左右。而余氯會對反滲透膜產(chǎn)生氧化作用，因此需要將其進(jìn)水中的余氯含量控制在較小范圍內(nèi)，一般為不超過0.1mg/L。如果進(jìn)水中余氯含量超標(biāo)，可以通過添加NaHSO3的方式進(jìn)行有效控制。另外反滲透膜系統(tǒng)得到的濃水含鹽量極高，很容易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，對此可以通過添加CaCO3、CaSO4、BASO4等阻垢劑進(jìn)行處理，具體添加量則可直接通過專業(yè)計(jì)算軟件獲得。對反滲透濾膜的出水濁度及SDI值進(jìn)行檢測，二者應(yīng)當(dāng)分別不超過1NTU和3，并在出水濁度過高的情況下進(jìn)行檢查，確定對應(yīng)的問題濾膜。

2.2.2 密封檢漏

和超濾膜系統(tǒng)一樣，反滲透膜系統(tǒng)的密封性要求同樣十分高，但凡其中任一膜組件出現(xiàn)密封不良甚至斷裂的情況，都會使得出水水質(zhì)受影響。因此在反滲透膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要注意避免諸如水流沖擊等對膜組件造成的損壞，還需要做好密封檢漏工作，通過產(chǎn)水電導(dǎo)率監(jiān)測的方式發(fā)現(xiàn)密封性問題并更換密封圈。

2.2.3 化學(xué)清洗

一般在反滲透膜長期運(yùn)行后，其表面會附著一些污垢，導(dǎo)致滲透水流量降低，同時(shí)會導(dǎo)致給水壓力、壓差、鹽透過率等上升，嚴(yán)重影響反滲透膜正常運(yùn)行。常見的污垢包括由碳酸鈣、硫酸鈣、水和金屬氧化物、硅、膠體沉積物等所形成的的污垢。在實(shí)際清洗時(shí)需要根據(jù)實(shí)際污垢情況，合理選用一種甚至多種化學(xué)清洗劑并配成一定濃度的清洗液。在配置清洗液時(shí)需要重視對溫度的控制，這是因?yàn)樵谝欢囟确秶鷥?nèi)，溫度的提升能夠促進(jìn)清洗液溶解度、洗滌能力的提升，而且能夠促進(jìn)膜微孔擴(kuò)張而排出其中的污物，達(dá)到良好的清洗效果。

3 結(jié)束語

中水回用處理系統(tǒng)中的膜系統(tǒng)需要切實(shí)加強(qiáng)維護(hù)和管理，才能有效保障系統(tǒng)穩(wěn)定、高質(zhì)、高效運(yùn)行，從而提高中水回用水平。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對膜系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測，加強(qiáng)日常管理，做好基礎(chǔ)的檢漏及化學(xué)清洗工作，同時(shí)還需要加強(qiáng)對超濾膜技術(shù)的不斷研究，改善和優(yōu)化系統(tǒng)，強(qiáng)化超濾系統(tǒng)對反滲透系統(tǒng)的保護(hù)作用，保障系統(tǒng)產(chǎn)水量。

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作者簡介：

任曉杰（1983- ），男，漢族，河南靈寶人，2004年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院環(huán)境工程系給水排水專業(yè)，工程師，工業(yè)水處理。