污水處理裝置中水回用中膜系統的維護與管理措施

任曉杰 萬學幫 趙志強 孫風亮

摘 要：本文簡單介紹了中水回用和雙膜系統，并分別從膜運行指標、檢漏以及化學清洗等三方面，對污水處理裝置中水回用中超濾膜系統、反滲透膜系統的維護與管理措施進行了探討，以供相關人員參考和研究。

關鍵詞：中水回用;超濾膜系統;反滲透膜系統;維護與管理

以膜進行水處理是現代水處理工藝的常見形式，尤其是在各種膜科技快速發展、廣泛應用的情況下更是如此，其能夠實現高效、深度的水處理，進而滿足不同用途的水質要求。為了有效保障中水回用質量和效率，有必要加強對雙膜系統的維護與管理，保障膜系統高效運行，延長其使用壽命。

1 中水回用和雙膜系統概述

1.1 中水回用

中水是一個與上水、下水而形成的概念，其又被稱作再生水、雜用水等，其水質介于生活自來水和排入管道內污水之間。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，中水回收越來越受重視，合理開發與利用中水，不但可以獲取一部分主要集中于城市的可利用水資源領，還能有效促進水資源“優質優用、低質低用”的實現，真正做到環境保護、水污染防治，促進社會與經濟的可持續發展。因此在污水處理裝置中，中水回收工藝的重要性越來越突出。

1.2 雙膜系統

在污水處理裝置的中水回用中，膜系統是最基礎的部分，而膜系統的進水則通常是城市中水廠或工業污水處理站的出水。由于膜系統的進水存在水質變化較大的特征，包括COD、氨氮、pH值等都各不相同，故而需要有效利用膜系統對中水進行預處理，而且多采取雙膜系統，分別為超濾膜系統和反滲透膜系統。其中超濾膜是一種用于超濾過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的高分子半透膜，適用于脫除膠體級微粒和大分子，可以對對中水進行簡單預處理。反滲透膜則是利用反滲透技術，基于高于溶液滲透壓作用下其他物質不能透過半透膜的特性，起到過濾分離作用。應用雙膜系統的一大優勢在于超濾膜可以保護反滲透膜，同時脫除COD與鹽分，得到高品質的回收水。

2 污水處理裝置中水回用中膜系統的維護與管理措施

2.1 超濾系統的維護與管理

2.1.1 監測超濾濾膜運行指標

超濾濾膜運行過程中對中水pH值要求相對較低，基本上所有中水都不會對濾膜造成損傷，故而在實際運行中只需要定期檢測經過超濾濾膜的中水的pH值。而從進水濁度的層面看，超濾濾膜的指標要求同樣極為寬泛，基本上所有中水的濁度都不會對超濾濾膜的正常運行造成影響。不過需要注意的是，超濾濾膜需要定期進行化學清洗，如果進水濁度過高的話，會導致清洗周期縮短，因此一般需要將中水進水濁度控制在5NTU以下。在壓力一定的情況下，進水溫度越高，超濾濾膜的清水透過率也就越高，因此有必要對進水溫度進行周期性監測，并根據監測結果決定是否需要采取預加熱的方式來提高進水溫度。另外超濾濾膜進水中應當包含一定量的余氯，這樣能夠對微生物進行有效處理，以免大量微生物滋生對濾膜造成損害，通常只需要將余氯量控制在0.1mg/L。另外還需要對超濾濾膜的出水濁度、SDI值進行監測，從而判斷其過濾效果，一般需要確保超濾膜系統出水的濁度不超過1NTU，同時SDI指不超過3，如果存在超標情況，需要及時進行檢查和維護。

2.1.2 膜元件檢漏

超濾膜系統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、斷裂都會影響超濾膜系統運行質量及效率。因此必須定期對超濾膜元件進行檢漏，一般是直接監測各個膜元件出水濁度，并在確認膜管破裂的膜元件后進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，并觀察端口是否產生氣泡。

2.1.3 化學清洗

在進行化學清洗之前，需要先對超濾膜元件污染加以確定，并針對性地選擇合適清洗液。常見的污染形式包含雜質和有機物污染、有機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，實現清洗效果互補。在實際操作中應當將兩種合適的清洗劑進行聯合連續清洗，如酸、堿、螯合劑、氧化劑、專用清洗劑等，如果化學清洗劑選用不當那么清洗效果將會大打折扣，不利于膜通量的完全恢復。需要注意的是，使用化學藥劑對超濾膜系統進行清洗，會對系統穩定性及使用壽命造成一定損耗，長此以往必然會導致系統性能逐步衰減。對此，可以嘗試應用PVDF膜組件，在高濃度化學藥劑及高溫作用下依舊可以保持良好性能，有效降低化學藥劑對超濾系統的影響，減緩相應的跨膜壓差增長趨勢，維持系統穩定性，從而保障其對反滲透系統的保護作用。

2.2 反滲透系統的維護與管理

2.2.1 監測反滲透膜運行指標

通過反滲透濾膜的中水由于需要進行脫鹽處理，同時可能造成污堵現象，因此通常需要將其進水pH值控制在7～8之間。反滲透濾膜的高效運行意味著進水濁度以及SDI不能過高，否則過濾處理效果會受到較大影響，通常需要將濁度控制在1NTU以下，SDI控制在4以下，實際上經超濾膜系統處理的出水就能完全滿足其進水要求。和超濾濾膜一樣，一定壓力下反滲透濾膜的進水溫度越高，其清水透過率也就越高，因此在其運行過程中通常需要將進水溫度控制在20℃左右。而余氯會對反滲透膜產生氧化作用，因此需要將其進水中的余氯含量控制在較小范圍內，一般為不超過0.1mg/L。如果進水中余氯含量超標，可以通過添加NaHSO3的方式進行有效控制。另外反滲透膜系統得到的濃水含鹽量極高，很容易出現結垢現象，對此可以通過添加CaCO3、CaSO4、BASO4等阻垢劑進行處理，具體添加量則可直接通過專業計算軟件獲得。對反滲透濾膜的出水濁度及SDI值進行檢測，二者應當分別不超過1NTU和3，并在出水濁度過高的情況下進行檢查，確定對應的問題濾膜。

2.2.2 密封檢漏

和超濾膜系統一樣，反滲透膜系統的密封性要求同樣十分高，但凡其中任一膜組件出現密封不良甚至斷裂的情況，都會使得出水水質受影響。因此在反滲透膜系統運行過程中，需要注意避免諸如水流沖擊等對膜組件造成的損壞，還需要做好密封檢漏工作，通過產水電導率監測的方式發現密封性問題并更換密封圈。

2.2.3 化學清洗

一般在反滲透膜長期運行后，其表面會附著一些污垢，導致滲透水流量降低，同時會導致給水壓力、壓差、鹽透過率等上升，嚴重影響反滲透膜正常運行。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。在實際清洗時需要根據實際污垢情況，合理選用一種甚至多種化學清洗劑并配成一定濃度的清洗液。在配置清洗液時需要重視對溫度的控制，這是因為在一定溫度范圍內，溫度的提升能夠促進清洗液溶解度、洗滌能力的提升，而且能夠促進膜微孔擴張而排出其中的污物，達到良好的清洗效果。

3 結束語

中水回用處理系統中的膜系統需要切實加強維護和管理，才能有效保障系統穩定、高質、高效運行，從而提高中水回用水平。相關工作人員應當對膜系統運行參數進行有效監測，加強日常管理，做好基礎的檢漏及化學清洗工作，同時還需要加強對超濾膜技術的不斷研究，改善和優化系統，強化超濾系統對反滲透系統的保護作用，保障系統產水量。

參考文獻：

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作者簡介：

任曉杰（1983- ），男，漢族，河南靈寶人，2004年畢業于華北水利水電學院環境工程系給水排水專業，工程師，工業水處理。