自從污水處理場(chǎng)污水回用單元建成投用，車(chē)間技術(shù)人員為延長(cháng)裝置運行周期，提高新鮮水回用率，降低污水排放。結合生產(chǎn)運行實(shí)踐，反復推敲研究，通過(guò)努力攻克了反滲透膜在污水回用運行中的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現生產(chǎn)運行目標。

　　1、工程概況

　　污水處理場(chǎng)按污水的性質(zhì)劃分為含油污水系統和含鹽污水系統和清凈廢水系統。各系統設計處理量均為600m3/h，污水總回用量為965m3/h。含油污水經(jīng)回用處理后生產(chǎn)循環(huán)水補充水及雜用水550m3/h。清凈廢水系統采用前處理、超濾和反滲透污水深度處理工藝，生產(chǎn)鍋爐補給原水415m3/h，流程見(jiàn)圖1。

　　通過(guò)表1中數據可以看出：反滲透膜在污水回用深度處理工藝中占重要地位，對水質(zhì)雜物處理起關(guān)鍵作用。

　　2、反滲透膜運行后的污染情況

　　污水處理場(chǎng)清凈廢水系統按工藝操作規程和操作卡，運行3個(gè)月后停車(chē)進(jìn)行系統清洗作業(yè)。打開(kāi)一段反滲透膜殼進(jìn)水端板檢查發(fā)現，在第一根膜入口端部膜上附有彈性、光滑黃白色粘稠狀泥，不易清理;在膜殼內側積有白色垢狀物。打開(kāi)二段入口端板檢查，除發(fā)現白色垢狀物外，未發(fā)現其它污堵物，如圖2所示。

　　3、污染產(chǎn)生原因及分析

　　反滲透膜污染產(chǎn)生的可能原因有以下7種：

　　1)受到清凈廢水中的懸浮物或難溶鹽的污染，這些污染介質(zhì)可能是硫酸鈣沉淀、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉淀、硅沉積物、合成有機物(如：阻垢劑/分散劑，陽(yáng)離子聚合電解質(zhì))、微生物(藻類(lèi)、霉菌、真菌)等物質(zhì)。

　　2)反滲透阻垢劑類(lèi)型選用不當，加藥量不準確，導致系統產(chǎn)水量迅速下降，系統壓差明顯增加，增大了反滲透膜被污染的幾率。

　　3)反滲透保安過(guò)濾器濾芯精度選擇不當。精度不夠，起不到過(guò)濾效果;反之，會(huì )增加被污染的機會(huì )。

　　4)反滲透預處理系統中絮凝劑及助凝劑選擇不當造成膜元件被嚴重污染，而殺菌劑的選擇不當則使得反滲透系統脫鹽率嚴重損傷。

　　5)生物污泥的存在。當膜元件表面覆有微生物污泥時(shí)，膜元件應去除的鹽類(lèi)將陷于黏層中，不易被水沖帶走，為微生物繁殖提供了豐富的營(yíng)養物質(zhì)。同時(shí)反滲透進(jìn)水前預處理時(shí)加入的阻垢劑等又能促進(jìn)微生物生長(cháng)。

　　6)由于濃差極化的存在使料液滲透壓增大，有效推動(dòng)力減小，造成透水速度和脫鹽率下降，增大被污染的系數。

　　7)系統運行操作管理存在缺陷

　　a.未按操作規程操作;

　　b.工藝運行和設備狀態(tài)參數調整不及時(shí)，沒(méi)有針對性;

　　c.添加藥劑計量未作優(yōu)化;

　　d.系統達到清洗條件后未及時(shí)清洗。

　　反滲透膜元件被污染后，會(huì )導致系統產(chǎn)水量迅速下降，系統進(jìn)出口壓差增大，脫鹽率嚴重下降，出水指標出現波動(dòng)或存在個(gè)別指標不達標，造成出水水質(zhì)不合格。

　　了解反滲透膜元件上粘稠狀泥和垢狀物的屬性，對掌握工藝運行中藥劑品種和添加量，提高裝置運行平穩性和延長(cháng)運行周期有重要參考價(jià)值。為此，將少量粘稠物分別置于盛有31%HCl和42%NaOH燒杯中攪拌，未發(fā)現變化。從膜殼內側取少量白色垢狀物置于盛有31%HCl燒杯中，有氣泡生成，并很快溶解消失。從化驗結果分析，反滲透膜元件受到混合污染，污堵物質(zhì)為一種生物粘泥及無(wú)機碳酸垢物。

　　4、改進(jìn)的技術(shù)和管理措施

　　4.1 藥劑投加量和投加方式的改進(jìn)

　　為保證反滲透系統的安全可靠連續運行，在污水進(jìn)入反滲透系統之前，需要連續投加阻垢劑和還原劑，沖擊式投加非氧化性殺菌劑，并對接口位置進(jìn)行調整。

　　4.1.1 阻垢劑

　　由于生物濾池產(chǎn)水中增加投入HCl，使反滲透系統進(jìn)水的pH值維持在6～9的下限，進(jìn)水保持微酸性，改變了水中的酸堿平衡，同時(shí)阻垢劑的投加位置也由原低壓泵出口改至低壓泵進(jìn)口，見(jiàn)圖3。利用低壓泵葉輪的高速轉動(dòng)使阻垢劑分散均勻，充分發(fā)揮其作用，防止保安過(guò)濾器及反滲透系統內結垢。但在抑制結垢的同時(shí)，增加了水中的離子濃度，反滲透系統的脫鹽負荷增大，產(chǎn)水電導率略有增大，濃水側增大明顯，所以給水進(jìn)入反滲透系統前需加阻垢劑，藥劑投加濃度控制在3～5mg/L。這樣給水經(jīng)反滲透處理后，其濃水中各種離子被濃縮4倍，減少了反滲透膜被污染的機會(huì )。

　　4.1.2 還原劑

　　反滲透系統采用的是聚酰胺復合膜，這種膜對氯只能耐受1000mg/(L?h)。由于超濾運行時(shí)投加NaClO殺菌，導致超濾產(chǎn)水中含有余氯，因此需要在反滲透給水中投加還原劑，加藥劑量控制在3～5mg/L。脫除給水中的余氯，可保護反滲透膜免遭不可逆轉的氧化損壞。還原劑投加位置由低壓泵出口、保安過(guò)濾器進(jìn)口改至保安過(guò)濾器出口、高壓泵進(jìn)口，見(jiàn)管線(xiàn)接口示意圖。在流程上，延長(cháng)超濾產(chǎn)水中余氯的存續時(shí)間，改變了保安過(guò)濾器內的水環(huán)境，防止保安過(guò)濾器中微生物的滋生和繁殖，減少了反滲透系統進(jìn)水中微生物的量。

　　4.1.3 非氧化性殺菌劑

　　為抑制水中細菌繁殖，采用沖擊式投加方式，投加次數由每周投加1次，改為每天投加3次。按班次投加，每次投加20～30min，加藥劑量約1L。規范白班投加時(shí)間(14：00-15：00)，即在每天水溫最高時(shí)段，亦是微生物最活躍的、最宜繁殖的時(shí)段投加藥劑，以對反滲透給水做更徹底的殺菌處理。

　　4.2 對反滲透膜元件清洗

　　為防止反滲透膜進(jìn)一步污堵導致其無(wú)法正常工作，甚至部分或所有膜元件報廢，造成巨大經(jīng)濟損失，當生產(chǎn)運行中出現下列情形之一時(shí)必須對反滲透膜元件進(jìn)行清洗。

　　1)在正常壓力下如產(chǎn)品水流量降至正常值的10%～15%。

　　2)為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加了10%～15%。

　　3)產(chǎn)品水質(zhì)降低10%～15%;鹽透過(guò)率增加10%～15%。

　　4)使用壓力增加10%～15%。

　　5)反滲透各段間的壓差增加明顯。

　　清洗步驟如下：

　　1)系統沖洗。

　　定期用反滲透產(chǎn)品水(也可用符合反滲透進(jìn)水標準的預處理水或過(guò)濾水)沖洗反滲透膜組件和系統管道。

　　2)配制清洗液。

　　原則上用反滲透產(chǎn)品水配制。清洗劑應充分溶解并混合均勻，然后調節pH(酸洗一般用氨水調節，堿洗一般用鹽酸調節)，并反復確認清洗溫度是否合適。

　　3)低流量輸入清洗液。

　　清洗液以盡可能低的壓力置換元件內的原水，其壓力僅需達到足以補充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可，即壓力必須低到不會(huì )產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。視情況排放部分剛開(kāi)始循環(huán)回來(lái)的清洗液，以防止清洗液的稀釋。

　　4)循環(huán)。

　　當原水被完全置換后，讓清洗液循環(huán)回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定，循環(huán)時(shí)間一般為120min。對回流清洗液視情況進(jìn)行處理。如果回流清洗液已明顯變色或變濁則應排放掉，重新配置清洗液;若回流清洗液pH變化時(shí)，調整pH。必要時(shí)更換清洗液。

　　5)浸泡。

　　停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。一般情況可浸泡2h，對頑固的污染物，需要延長(cháng)浸泡時(shí)間。

　　6)重復步驟4)、5)若干次，最后用反滲透產(chǎn)品水或合格的預處理出水沖洗系統內的清洗液。

　　4.3 生產(chǎn)管理措施

　　1)強化員工技能培訓，熟悉和了解工藝操作流程和操作規程，具備各種故障應急處理能力。

　　2)嚴格控制反滲透各項運行參數，如：進(jìn)水水質(zhì)、產(chǎn)水流量、濃水流量、段間壓差、回收率等;定期校準反滲透涉及的各種儀表設備。

　　3)按修正后的運行參數定期進(jìn)行預防性清洗或化學(xué)清洗。

　　4)做好技術(shù)儲備，如實(shí)記錄運行數據，發(fā)現問(wèn)題，分析問(wèn)題，不斷總結，調整運行至最優(yōu)化。

　　5、結論

　　參照設計文件，針對反滲透膜可能被污染的途徑及采取的措施，車(chē)間全體員工和技術(shù)人員通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，對工藝參數進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，細化生產(chǎn)管理措施，使裝置運行周期由工藝包廠(chǎng)家在操作手冊中規定的23個(gè)月延長(cháng)到36個(gè)月裝置反清洗一次，反滲透膜被污染的幾率大幅降低，提高了工業(yè)用水重復利用率，降低工業(yè)廢水排放量，提高裝置經(jīng)濟效益、社會(huì )效益和環(huán)境效益，餞行國有企業(yè)秉持青山綠水就是金山銀山的誓言。(來(lái)源：新疆寰球工程公司)