任曉杰 萬(wàn)學(xué)幫 趙志強(qiáng) 孫風(fēng)亮

摘 要：本文簡(jiǎn)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(duì)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(duì)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(zhǎng)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(lái)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(lái)，中水回收越來(lái)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(huì)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(lái)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(duì)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(guò)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(lái)的高分子半透膜，適用于脫除膠體級(jí)微粒和大分子，可以對(duì)對(duì)中水進(jìn)行簡(jiǎn)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(guò)半透膜的特性，起到過(guò)濾分離作用。應(yīng)用雙膜系統(tǒng)的一大優(yōu)勢(shì)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(cè)超濾濾膜運(yùn)行指標(biāo)

超濾濾膜運(yùn)行過(guò)程中對(duì)中水pH值要求相對(duì)較低，基本上所有中水都不會(huì)對(duì)濾膜造成損傷，故而在實(shí)際運(yùn)行中只需要定期檢測(cè)經(jīng)過(guò)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(huì)對(duì)超濾濾膜的正常運(yùn)行造成影響。不過(guò)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(guò)高的話，會(huì)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(guò)率也就越高，因此有必要對(duì)進(jìn)水溫度進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果決定是否需要采取預(yù)加熱的方式來(lái)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(duì)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(duì)超濾濾膜的出水濁度、SDI值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而判斷其過(guò)濾效果，一般需要確保超濾膜系統(tǒng)出水的濁度不超過(guò)1NTU，同時(shí)SDI指不超過(guò)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(huì)影響超濾膜系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量及效率。因此必須定期對(duì)超濾膜元件進(jìn)行檢漏，一般是直接監(jiān)測(cè)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(duì)超濾膜元件污染加以確定，并針對(duì)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(huì)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(duì)超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行清洗，會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性及使用壽命造成一定損耗，長(zhǎng)此以往必然會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能逐步衰減。對(duì)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(duì)超濾系統(tǒng)的影響，減緩相應(yīng)的跨膜壓差增長(zhǎng)趨勢(shì)，維持系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而保障其對(duì)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(cè)反滲透膜運(yùn)行指標(biāo)

通過(guò)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(guò)高，否則過(guò)濾處理效果會(huì)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(guò)率也就越高，因此在其運(yùn)行過(guò)程中通常需要將進(jìn)水溫度控制在20℃左右。而余氯會(huì)對(duì)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(guò)0.1mg/L。如果進(jìn)水中余氯含量超標(biāo)，可以通過(guò)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(duì)此可以通過(guò)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(guò)專業(yè)計(jì)算軟件獲得。對(duì)反滲透濾膜的出水濁度及SDI值進(jìn)行檢測(cè)，二者應(yīng)當(dāng)分別不超過(guò)1NTU和3，并在出水濁度過(guò)高的情況下進(jìn)行檢查，確定對(duì)應(yīng)的問(wèn)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(huì)使得出水水質(zhì)受影響。因此在反滲透膜系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要注意避免諸如水流沖擊等對(duì)膜組件造成的損壞，還需要做好密封檢漏工作，通過(guò)產(chǎn)水電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)的方式發(fā)現(xiàn)密封性問(wèn)題并更換密封圈。

2.2.3 化學(xué)清洗

一般在反滲透膜長(zhǎng)期運(yùn)行后，其表面會(huì)附著一些污垢，導(dǎo)致滲透水流量降低，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致給水壓力、壓差、鹽透過(guò)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(duì)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(yǔ)

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(duì)膜系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，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(duì)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(duì)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(jiǎn)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。