膜係統運轉一段(duan)時間後,有(you)時處理能力明(ming)顯下降,達不到(dao)設計產能。產生(sheng)這種現象的原(yuan)因主要與膜係統工作環境、選型設計、安裝施工、運行管理和膜產品性能等有(you)關。此外,與膜係統(MBR、UF或RO)本身(shen)也有(you)一定關係。
很重要的一點:膜產品性能
對於UF係統,膜本身(shen)的抗汙染性和親水性對通量影響較(jiao)大,通量值低運轉一段(duan)時間後,MBR、UF的處理能力降低。對此可選用抗汙染性強、清洗恢複性好的內襯增強型PVDF膜,結合氣洗不斷絲,清洗效(xiao)果非常好。
而對於MBR係統,要選用具有(you)永(yong)久親水性,並且不斷絲的帶內襯MBR膜,以保證產水水量跟水質。
其他重要影響因素:
1、工作環境
進水水溫低於設計溫度(常見於季節性變(bian)化),會導致(zhi)膜出(chu)水性能下降;水質中汙染物種類、濃度和水體黏度的變(bian)化,也會導致(zhi)膜的透(tou)水性能低於預期值。解決這些問題,需要在膜係統設計之(zhi)初(chu),考(kao)慮全年最低水溫和水質的波動幅度,在選膜麵(mian)積(ji)時留出(chu)一定的安全餘(yu)量。
2、選型設計
由於設計經驗不足,過多考(kao)慮成(cheng)本導致(zhi)選用的膜麵(mian)積(ji)安全餘(yu)量不足,對膜的產水通量估計過高等,都會使膜達不到(dao)設計產能。無論是MBR膜、UF膜還是RO膜,都必須保證足夠的膜麵(mian)積(ji)。
壓力不足、流(liu)體分布不均,導致(zhi)水流(liu)或氣流(liu)偏(pian)流(liu),也會影響整體膜性能,對於UF係統和RO係統更是如此。對於RO係統,膜麵(mian)流(liu)速過低,會導致(zhi)汙染物沉積(ji),引起堵塞。解決的方法是改善泵、水路和氣路設計,使多組(zu)膜能均擔(dan)處理負荷(he),避免部分膜超負荷(he)產水,而部分膜未發揮作用。若清洗維(wei)護(hu)功能設計不足,尤其是無產水自(zi)衝洗功能,可通過改善氣洗、水洗和藥洗設計,設置合適的衝洗頻(pin)率和水量等參數(shu)加以解決。進膜前無前置過濾保護(hu)設施,會導致(zhi)膜係統堵塞。解決方法為:對於MBR係統,增設13 mm超細格柵;對於UF係統,增設100μm級粗濾器;對於RO係統,增設5μm級精密濾器。
UF及RO係統中,還會產生(sheng)微(wei)生(sheng)物黏泥堵塞,影響膜正常產水。解決方法為:增設紫外線滅菌器或投加殺菌劑;對於RO膜係統,選用無磷阻(zu)垢(gou)劑,減緩(huan)微(wei)生(sheng)物滋(zi)生(sheng);定期對係統進行清洗維(wei)護(hu)。
前處理能力設計過低或效(xiao)果變(bian)差,導致(zhi)進膜水質惡化,對膜係統尤其是RO係統影響很大。解決方法為:改善前處理,保證膜係統進水水質;對於UF係統,改善其前置過濾器效(xiao)果;對於RO係統,保證進水汙染指(zhi)數(shu)(SDI)合格。
3、安裝施工
膜係統製造安裝過程中,未及時清理雜物會導致(zhi)雜質殘(can)留過多,從而影響膜的產水性能。尤其是焊渣,尖銳或絲狀物等,嚴重時會導致(zhi)膜絲、膜片破損。對於MBR膜,需將池內雜質清理幹淨後再進水;對於UF及RO係統,先將前段(duan)管路係統衝洗幹淨,運轉前置過濾器,然後再進水。
4、運行管理
正確加入藥劑,尤其是阻(zu)垢(gou)劑,對RO係統非常重要。此外,還要根據工況及時衝洗或采取藥洗,恢複膜性能。
設計經驗不足導致(zhi)回收率過高,或人為操作超過設計回收率,也會導致(zhi)膜處理能力的下降。對UF係統可采用錯(cuo)流(liu)過濾而非死端(duan)過濾;對RO膜要加大濃水排放,降低回收率,減少(shao)膜串聯的數(shu)量或加大回流(liu)量。
膜使用壽命(ming)縮短或需頻(pin)繁(fan)清洗
膜使用壽命(ming)周(zhou)期短體現在兩(liang)個方麵(mian):
一是膜本身(shen)永(yong)久性受損,不能再產出(chu)足量、足質的水,需能解決;
二是膜受嚴重汙染後暫(zan)時性受損,需要頻(pin)繁(fan)清洗才(cai)能恢複產水能力,實(shi)際使用時間和清洗周(zhou)期較(jiao)短,難以適應(ying)生(sheng)產要求。該問題可從工藝設計上加以解決,如提(ti)高膜本身(shen)的質量,同時加強環境、製造施工和運行管理等。
1、設計
保護(hu)性設計不足,會導致(zhi)膜產生(sheng)不可恢複性受損。根據受損的種類不同,其解決方法也各異。例如:為避免膜絲、膜片被劃傷,可選用內襯增強型PVDF膜,並且加裝前置過濾器;為防止RO膜被氧化性物質氧化,加裝ORP儀表和還原(yuan)劑自(zi)動投加裝置;為防止超壓性物理損傷,可加裝壓力保護(hu)設施;為防止膜絲、膜片受水錘(chui)衝擊破裂,需設計減緩(huan)水錘(chui)細節。
設計經驗欠缺(que)或過於節省(sheng)材(cai)料(liao)成(cheng)本,會造成(cheng)實(shi)際選用膜麵(mian)積(ji)嚴重不足;單位麵(mian)積(ji)超負荷(he)運轉、汙染嚴重,也需頻(pin)繁(fan)清洗。為此,膜麵(mian)積(ji)需要根據穩定膜通量選型設計,對無經驗水質,需通過中試驗證設計數(shu)據。
對於RO係統,膜串聯數(shu)量過多,亦會導致(zhi)後段(duan)膜汙染嚴重且難以清洗恢複。解決方法是合理設計RO 膜的串聯數(shu)量,當采用兩(liang)段(duan)式RO設計時,設計分段(duan)清洗。
此外,前處理能力偏(pian)小(xiao),導致(zhi)膜進水水質超標,強行運轉,亦會縮短膜的使用壽命(ming)。對此,需改善前處理工藝,保證膜係統進水水質符(fu)合要求。
2、膜產品
UF/MBR膜如果采用常規(gui)均質膜絲,易斷絲,抗汙染性和抗老(lao)化性差,反(fan)洗及拉伸(shen)強度低。推薦選用長(chang)壽命(ming)、高抗拉強度的內襯增強型PVDF膜。
RO膜流(liu)通通道(dao)小(xiao)、膜片抗汙染性差,應(ying)盡量選用寬流(liu)道(dao)RO膜,根據水質有(you)針對性地(di)選取抗汙染膜。
3、製造、施工
製造安裝過程中,膜係統混入雜物尤其是尖利異物,會劃傷膜絲、膜片。解決方法為:對於帶內襯MBR膜,需將池內雜質清理幹淨後再進水;對於UF及RO係統,必須先將前段(duan)管路係統衝洗幹淨後,運轉前置過濾器,然後再進水。
4、運行管理
未正確或及時加藥,尤其是RO係統的阻(zu)垢(gou)劑投加不及時,會導致(zhi)膜嚴重堵塞。在設計正確的前提(ti)下,按操作規(gui)程正確運營維(wei)護(hu)。
膜係統在高壓差下運轉,會導致(zhi)超微(wei)濾膜絲斷裂和RO膜片受損。為此,需巡檢跨(kua)膜壓差和膜組(zu)壓降,根據工況及時進行恢複性清洗,嚴防超壓差運轉。
化學清洗時,強酸、強堿和強氧化性藥劑會使膜產生(sheng)不可恢複性的化學損傷。因此,操作者(zhe)需熟練(lian)掌(zhang)握化學清洗工藝,避免強酸和強堿環境;而RO膜則嚴禁(jin)采用強氧化性藥劑清洗。
5、環境
水溫高於45℃,會使膜的使用壽命(ming)縮短。一般需將水溫控製在40℃以下,必要時采取降溫措施。
對於RO係統,廢水中含(han)有(you)強氧化性物質或易沉澱物質,會導致(zhi)膜使用周(zhou)期縮短。設計係統時,從其安全性角度考(kao)慮,增加預處理安全餘(yu)量,加裝保護(hu)性停機設計,可避免引發這類問題。
膜係統運行成(cheng)本高
1、選擇(ze)超低壓反(fan)滲(shen)透(tou)膜
常規(gui)反(fan)滲(shen)透(tou)膜運行壓力為1.3~1.5 MPa,超低壓反(fan)滲(shen)透(tou)膜運行壓力為0.8MPa左右甚至更低(與水溫密切(qie)相關),可節約30%以上電耗。對於大型RO係統,基(ji)本可抵消(xiao)膜70%以上的年折(zhe)舊費用,節約更為顯著。
2、高壓泵配變(bian)頻(pin)器
高壓泵配變(bian)頻(pin)器除了可以減緩(huan)水泵啟(qi)動時的水錘(chui)衝擊,還可通過設定合理的運行壓力,降低閥門節流(liu)耗能,全年至少(shao)可季度性節能15%以上。
3、合理計算阻(zu)垢(gou)劑投加量
通過分析水質數(shu)據,優化藥劑投加量,通常可節約20%甚至更高的藥劑費用。
4、適當增加膜的數(shu)量,降低運行壓力
通過適當增大膜麵(mian)積(ji),可在一定程度上降低膜的運行壓力,降低電耗。
5、MBR或UF產水與RO產水混用
RO產水水質較(jiao)優,通常可以與一定比(bi)例的帶內襯MBR膜或UF膜的產水混合,提(ti)高係統回收率,降低RO係統的運行規(gui)模(mo),從而節約運行成(cheng)本。