污水回用雙膜系統運行與維護

摘 要：簡述雙膜系統的基本概念，列舉實例介紹雙膜系統長周期穩定運行方式，解決雙膜系統中存在的問題，介紹建立雙膜系統標準化的必要性

關鍵詞： 雙膜系統；穩定運行；標準化

中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0221-02

水資源的匱乏，是目前當今社會急需解決的一大難題，生活中需要節水，生產中同樣需要節水，利用膜的分離技術可以使水的利用率提高，從而節約一部分新水的消耗。這里主要介紹含油污水的回用處理，含油污水主要來自煉油化工并且污水中的成分復雜含有部分乳化油乃至溶解油，隨著水質的不同，同一種工業也因生產工藝 、設備和工作條件不同而相差較大，一般處理工藝會利用隔油、浮選、生化處理等方法處理含油污水，使之達到國家排放標準。并且通過膜技術將已處理過的污水進行在利用。

一、簡述雙膜系統的概念

膜，通俗地講，可以說是一種過濾物質，更確切地講是半透膜，它是一種薄層物質。當有一定的推動力作用于膜兩側時，它能按照物質的物理化學性質使該物質分離。常見的膜分離技術有反滲透（RO）、超濾（UF）、微濾（MF）、透析（dialysis）、電滲析（EDI）以及滲透汽化（PV）、納濾膜（NF）等，這些膜技術主要應用于廢水處理、海水淡化、濕法冶金、食品保險等方面得到了廣泛的應用。在膜技術中，超濾和反滲透這兩種膜技術的發展最為迅速，常常作為污水的三級處理技術。因此常被大家稱為“雙膜系統”。雙膜系統就是將超濾（UF）或微濾（MF）和反滲透（RO）結合起來的一種水處理技術。污水經過前期的除油以及預處理段，達到UF進水的要求，再經過UF處理后能達到RO進水要求。最后得到可以在利用的軟化水，使污水得到再生和利用。

二、雙膜系統的應用以及長周期穩定運行方式

這里主要以錦西石化公司污水回用項目為例，介紹雙膜系統的運行過程。錦西石化污水回用項目于2013年1月份開始投產，采用污水處理場深度處理后的煉油污水作為原水，通過纖維球、超濾、反滲透處理，生產產品水。裝置設計進水750m3/h；產循環水200m3/h；產除鹽水420m3/h。超率設計產水率為≥90%，反滲透設計產水率為≥75%。

1.1工藝流程簡圖如下：

循環水補水緩沖罐→循環水場

該系統超濾是采用荷蘭NORIT X-FLOW AquaFlex HP中空纖維內壓式超濾膜組件，共四套192支膜，采用死端過濾方式，材質是聚乙烯吡咯酮聚醚砜共混極性膜（PES+PVP）。膜孔徑為25nm，最高進水溫度為40℃，單套設計最大產水量為190 m3/h。反滲透膜采用的是美國海德能（Hydranautics）節能型抗污染卷式復合膜（PROC10），共四套576支膜，材質是芳香族聚酰胺復合材料，設計平均水通量為19.6L/m2·h，最高進水溫度45℃，單套設計產水量為110 m3/h。

1.2實際運行水質分析如下表（以2013年7月份為例）

從水質分析上來看，產水能夠滿足水質要求，系統運行穩定，但是在調試初期，該系統運行出現了以下幾種問題：

1、嚴格監督工程質量，減少系統開停次數。由于纖維球過濾器濾料泄漏，運行水罐罐體防腐脫落等問題，導致系統停車，經過一段時間的整改，雙膜系統繼續投產。由于停車次數較為頻繁，時間較長，系統管線內的污水存在死角并未完全放空，這時隨著氣溫的升高，管線內大量微生物滋生，給反滲透系統運行造成了一定的影響。在運行的后期反滲透保安過濾器濾芯更換頻繁，濾芯堵塞嚴重。并且針對該現象對濾芯進行電鏡掃描，污堵保安過濾器濾芯的主要是微生物、有機物等。因此該系統采用投加非養化殺菌劑的方式進行滅菌，投加方式采用沖擊性投加，結合現場實際情況決定每隔五天沖擊性投加一次，每次投加濃度200ppm，投加時長為1小時。但是微生物已經形成了一定的數量，投加藥劑已經不能完全的解決細菌滋生問題，最后不得不將雙膜系統全部停下，進行全系統殺菌，并且將運行水罐、管線內污水排空，雙膜系統進行藥劑保護。當具備投產條件時，待超濾系統投產后進行細菌分析，SDI的測量，水質穩定后可以投運反滲透系統。

2、加強污水場源頭治理，減少污染物的沖擊，保證來水量平穩。雙膜系統穩定運行最重要的條件就是水質、水量的穩定，雙膜系統是一套恒壓、恒量的系統，水質、水量頻繁波動會影響產水水質指標。同時也縮短了雙膜的使用壽命。因此必須要嚴格控制污水場源頭水質的治理，加大獎懲力度，增加各個下水點的監測頻次，并且應提高對污水水質分析工作監管力度，設置專人、專車針對污水場進行采樣分析，加快采樣、分析的時間。盡量減少雙膜系統的生產調整。在調試期間污水場水質沖擊嚴重，氨氮水質超標14次，累計時長77小時，最高濃度達到了322.2mg/L。沖擊時間多數集中在夜間，其中有60個小時的沖擊都在夜間，占沖擊總時間的78%。本次沖擊時間長，調整難度大，為保證水質合格廠內將限量出水，最低出水達到了200t/h，因此回用系統將降低水量，逐步停運各單元系統。當時已進入夏季，天氣炎熱，水溫較高，水體內細菌滋生較快，回用系統不穩定運行，勢必會導致膜內細菌的滋生，因此必須將四套超濾、四套反滲透系統全部投用，頻繁的開停設備必定影響膜的使用壽命。

3、降低預處理段藥劑投加量，降低雙膜系統污堵風險。降低預處理段的PAC、PAM投加量，回用裝置需要進行聯調，確定最佳的PAC、PAM投加量，保證長周期穩定的運行。若PAC投加過量，會導致系統內產生二次絮凝，將會堵塞保安過濾器濾芯及反滲透膜。

4、反滲透濃水處理工藝不成熟，活性炭失效較快，使用效率低，費用較高。該雙膜裝置反滲透濃水是經過活性炭吸附，降低COD濃度后進行達標外排，設計濃水量為120t/h，COD為150mg/l。調試初期是在冬季，并且只運行了一套反滲透，濃水量較小，活性炭使用較正常。隨著濃水水量增加與氣溫的升高，活性炭的使用量增加并且使用效率降低，每間池子投用的新炭僅能使用一周，因此按照目前120t/h濃水估算每年活性炭使用量約在1248噸，若不進行再生活性炭，使用新炭的費用約為每年1200萬元。夏季氣溫較高，細菌滋生較快是導致活性炭利用率降低的主要原因。選擇適合的濃水處理工藝可以有效的降低回用水的處理費用。

在雙膜系統運行過程中，以上出現的屬于典型的問題，在運行過程中監控每個運行單元，查找問題的根源，有效的解決問題，也是雙膜系統運行的關鍵所在。雙膜系統本身就比較“嬌氣”，在運行時要嚴格的控制水質、水量，避免不必要的傷害，在操作時也應嚴格的執行操作規程，杜絕由于操作失誤造成的機械損害。

三、雙膜系統的標準化

影響雙膜系統運行的因素很多，壓力、水溫、PH值、含鹽量、回收率、等，當各項運行數據發生改變時往往難以準確判斷是何種因素的變化所致，這就需要我們把運行條件統一在一個標準上進行比較，這就是標準化。在穩定回收率、產水量的情況下，真實記錄系統運行參數；采用專業的標準化軟件進行記錄，數據標準化軟件可以消除溫度、進水TDS、產水量和回收率的影響，獲得標準化性能參數，判斷系統是否處于故障狀態及是否需要化學清洗；將系統目前的標準化性能參數與運行初始的標準化數據進行對比，就可以確定系統性能的變化情況。數據標準化是判斷雙膜系統故障狀態的基礎，貴在堅持。因此在雙膜運行初期應建立完善的運行記錄，水質分析報表。記錄雙膜系統無故障情況的初始數據，為以后的穩定運行打下基礎。

四、結論

雙膜系統的運行與維護是復雜的工作，需要大量的運行數據來判斷膜的運行狀態，并且在運行過程中出現問題時應及時的查明原因并采取有效的措施加以解決，否則長期運行將很快造成膜元件損害，影響使用壽命。只要做好預防工作，加強管理，出現問題時及時采取有效的針對性措施，就基本上可以減少問題的出現，從而確保雙膜系統長期、有效、正常地運行。

參考文獻：

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作者簡介：張昕，男，1973年3月1日出生，畢業于撫順石油學院環境工程專業，工學學士，現工作于錦西石化分公司污水處理車間，工程師。