雙膜處理技術應用存在的問題及注意事項

邢廣仁

（中國石油大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

隨著膜技術的發(fā)展和膜處理劑的開發(fā)和應用，雙膜處理技術不斷在生活飲用水處理及工業(yè)水處理領域得到廣泛的應用。雙膜技術以物理過濾為主，對社會環(huán)境及水體環(huán)境影響較小和操作簡單，而受到普遍的青睞。國內大中型企業(yè)為了創(chuàng)建環(huán)境友好型企業(yè)，減少污染物的排放量，致力于污染物減量工作，發(fā)揮雙膜技術在污水深度處理回用裝置和脫鹽水裝置的作用，實現(xiàn)企業(yè)優(yōu)質、高效、安全、低耗的良性發(fā)展［1］。

1 雙膜處理技術

雙膜是指超濾膜和反滲透膜。

1.1 超濾膜

超濾膜是用于超濾過程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。以壓力為驅動力，膜孔徑為1～100 nm，屬非對稱性膜類型。運行方式分為死端過濾、單通錯流過濾及循環(huán)錯流過濾方式。驅動方式分為內壓驅動和外壓驅動2種，膜絲材質可分為高分子材料和無機材料2大類［2，3］。

1.2 反滲透膜

反滲透又稱逆滲透，是以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜1側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，取得凈制的水,也可用于大分子有機物溶液的預濃縮［4］。

2 雙膜技術存在的問題及注意事項

某公司煉油廠及水氣廠污水深度處理回用裝置都采用預處理+雙膜處理工藝，設計超濾膜膜質為PVDF壽命為2 a，反滲透膜材質為聚酰胺抗污染膜壽命3 a。雖然雙膜達到使用壽命，但在實際過程中確實存在一定的問題。

2.1 預處理問題

為保證分離膜運行和壽命，降低污水處理成本，須對達標排放污水進行預處理，大幅降低有機物、氨氮、石油類、重金屬、懸浮物、濁度、膠體、鈣、鎂等易結垢物質及特征污染物，使水質達到分離膜的進水要求，防止膜系統(tǒng)污染、污堵和損傷。通常會利用活性碳及保安過濾器，其存在以下風險：

（1）活性碳初期投用清洗不徹底，沒有按照要求進行浸泡和水質監(jiān)測，導致活性碳粉末進入超濾膜，造成活性碳污染。

（2）隨著環(huán)保指標要求，相繼增設煙氣脫硫脫硝裝置，導致回用原水含鹽量逐年上升，未對超濾進水pH及時調整控制，導致結垢因子結晶傾向。

2.2 超濾膜問題

（1）為防止超濾膜元件微生物富集，在超濾膜前投加殺菌劑。大部分沒有殺菌劑自動控制系統(tǒng)存在控制失效、易發(fā)生膜元件微生物污染問題。

（2）對于單通錯流過濾外壓式超濾膜，要求運行時要滿足每只膜元件通量，否則會發(fā)生懸浮物沉積及結垢問題。但在實際生產過程中因各種原因導致水量沒有達到設計條件。

（3）長時間運行或沖洗不當都會發(fā)生膜絲機械強度疲勞破損，發(fā)生水流短路現(xiàn)象，為此要對膜元件進行斷絲檢查1次/a，如果斷絲率過高必須進行更換處理，否則水質會越來越差。

（4）當化學清洗效果變差時，可利用反滲透膜使用后的專用清洗劑對超濾進行清洗。

（5）有些裝置超濾膜的濃水又重新返回UF膜處理，導致大部分污染物在此單元循環(huán)濃縮，增加UF膜的截留負荷，進而增加UF污堵的概率。建議把濃水改到預處理工藝段。

2.3 反滲透問題

（1）忽略了保安過濾器定期殺菌滅藻措施，會引起微生物在過濾器聚集及繁殖。

（2）反滲透操作不當或長期運行會發(fā)生膜孔徑變大或爆膜現(xiàn)象，而設計只在每組膜出水設置電導表，無法監(jiān)測水穿透問題。建議對膜容器電導率檢測1次/月，發(fā)現(xiàn)電導率遠高于反滲透膜出水電導率時應停運該膜容器，進行更新處理。

3 雙膜污染物分析及技術評價

定期開展雙膜評價是雙膜處理平穩(wěn)運行的前提，根據(jù)評價結果不僅可以分析影響膜元件污染、污堵及破損的原因，制定控制措施。利用針對性的物理、化學及生物等恢復技術和局部修補技術對膜元件進行重復使用，降低雙膜更換成本，實現(xiàn)雙膜技術運行效益最大化。

3.1 污染物評價

評價污染物組成主要有550℃灼燒失重、550～950℃灼燒失重、酸不溶物、微生物粘泥，評價污染總量主要有增重和污染物總含量指標［5］。

（1）550℃灼燒失重量主要代表有機物、水分、化合水和硫化物等物質；（2）550～950℃灼燒失重主要代表碳酸鹽垢；（3）微生物粘泥中的細菌菌種及數(shù)量級確定菌原及殺菌效果；

（4）污染物總量總量為專業(yè)清前與清洗后的減重量或清洗后清洗液中污染物總和。

3.2 機械性能評價

機械性能評價主要預知膜元件是否可以繼續(xù)延期使用，通過破壞強度和拉伸破壞兩項指標與衰減值進行預判。

3.3 處理效果評價

在保證機械性能指標和斷絲率滿足生產的條件下，可進行處理效果評價，其評價方法是模擬運行的壓力、壓差、通量，檢測出水水質指標是否滿足后序使用的水質標準。

4 結束語

通過對雙膜處理技術存在的問題分析，根據(jù)污染物的污染源及形成的原因，制定相應的控制及預防措施。通過膜元件評價不僅可以做好預處理工作，同時對膜元件離線清洗方案和膜元件修復利用提供可靠數(shù)據(jù)支持。