中水石灰处理膜法脱盐堵塞问题的调查

张 妙

北京沃特尔水工程有限责任公司,北京 100025

近些年来，水环境污染和水资源的缺乏，制约了社会和经济可持续发展，因而污水的治理和资源化迫在眉睫，城市污水再生深度处理回用是解决这一问题的重要途径，但回用于锅炉补水时出现的膜堵塞问题应因此设计人员于运行的注意。

1 工程水处理简介

现装机容量：3×200mW+2×25mW。

地理环境：位于邯郸市区内东侧，釜阳河下游之滨，取釜阳河水为供水水源。

水源：1998年工程改建时水源为邯郸市东污水处理厂的城市二级中水（实际采用釜阳河水）水质黑混恶臭，2004年邯郸市西污水处理厂投运，河水水质略改善。东污水处理厂中第二条水管修通后可使用中水，至今用中水与河水的混合水。

设计总处理水量～2 940m3/h，其中循环冷却水补充水～2 400m3/h、锅炉补充水～540 m3/h。

中水深度处理设备投运日期：1998年9月17日。

用途：经石灰处理的中水从投运之始即作为循环冷却水和锅炉补充水。循环冷却水直接补充水塔，锅炉补充水经过滤和两级离子交换脱盐后进入系统（后增加UF和RO）。

中水石灰处理系统：

原设计为：

现运行系统为

2 中水石灰处理系统与运行

主要设备与技术参数：

澄清池：3×1000m3/h DCH-1000型泥渣接触分离型中水石灰处理澄清池，直径Φ24000mm，正常运行出水浊度～2mg/l,最大负荷1200m3/h,排泥浓度3%～5%，出水安定性良好、水质稳定，集水槽内部沉积垢量约＜1mm/a，残余有机物去除率均约≥50%。

滤池：12×21m2GBKL-21型调节滤料深层滤池，为改进型变孔隙过滤技术，设计允许进水浊度20mg/l, 出水浊度＜2mg/l,最大负荷Q=250M3/H,滤层阻力～2MH2O，在水气反洗强度16 L/m2.s不乱层不丢砂,周期长度≮24h,全自动。

石灰制备：3×V=250m3D-SJF-250-I型粉石灰制备装置，全密闭自动调节，常年运行无堵塞，无沉积，无结垢，无泄漏，环境良好，维护容易。

运行状况：

迄今投运以来连续安全运行11年，汽水系统水质正常，循环水维持浓缩倍率N=2～2.5，各冷却器换热管（317L）未见腐蚀。

约在中水系统投运2～3年后发现循环水PH大幅降低现象，最低达到pH=4.3，导致系统混凝土构筑物和通流接触材料的腐蚀。随即在循环水中补加NaOH调整pH运行约七八年，至循环水投加ClO2后停止。此间委托试验证实腐蚀是NH3-N进入系统后转化为NO3-N消耗水中碱度所致。

中水处理系统的改变：

原设计电解制氯基本没有投运，中水和循环水较长时间没有杀菌，中间曾投加氯锭，现在循环水加二氧化氯。

有机高分子助凝剂计量由开始～0.3mg/L到膜系统运行后逐渐减少，2006年约为0.08mg/L，至2007～2008年度平均为0.055mg/L，2008年7月基本停止至今。

3 膜装置

第一套膜装置 UF 4×27根Φ8”膜，出力Q=4×75m3/h=300m3/h, 10万道尔敦，聚砜，每隔2h反洗和冲洗70s，反洗时不加杀菌剂（NaCLO）。

第 二 套 膜 装 置 UF 4×14根 Φ8” 膜，长1.8m膜，Q=4×156m3/h=624m3/h，10万道尔敦，聚砜，2005年10月使用至今。每隔30分钟反洗和冲洗35s，反洗时加杀菌剂（NaCLO）。

4 膜装置投入运行后发生的污堵问题

膜系统投运开始即出现膜的污堵问题，不断清洗，UF膜严重断丝而全部更换，但污堵问题仍然存在。UF和RO膜都有，RO膜药物清洗也很频繁。这种状况不仅产水量下降，影响正常供水，而且生产管理非常紧张，生产成本增加，给运行带来很大困难。

4.1 还原剂的影响

第一套膜装置投运后在UF和RO即都发现有污物堵塞问题，清洗很困难。拆管查找在投加还原剂的区间管道上有大量粘稠附着物，当时认为这是产生污堵的主要原因，即停止投加还原剂至今，情况好转。但是第二套膜的还原剂的投加一直延续至今，没有发现管道和膜上如第一套膜同样的问题。

对还原剂影响的分析。回用中水虽然经过石灰深度处理，水中仍然存在相当量的残余有机物（包含可繁殖生物），加上多年加氯不正常，系统中已长时间没有加氯，在设备管道里积存生物是必然的，UF仅在反洗时的短时间加氯，虽然可视为冲击加氯，可以起到一定作用，这只限于反洗水所接触到的部分，在连续投加还原剂的情况下，可以达到完全绝氧，为厌氧菌提供了良好的生存繁殖环境。

4.2 助凝剂的影响

为减轻UF与RO的污堵，也为了降低成本，多年前即开始降低助凝剂计量直至最后停加，澄清池出水浊度SS≥5mg/l。但是UF和RO膜的运行工况变好。

4.3 清洗的影响

从2005年6月9日测定数据看出，UF的主要截留物主要是菌类，少量TOC和助凝剂残余物，故清洗时依靠较大计量的杀菌剂，当清洗液中添加10ppmNaClO时效果不好，增加计量到20～30ppm后基本可以清洗恢复。

5 归纳几点认识

中水石灰深度处理水后进行膜脱盐时会面临污堵困难，导致影响正常供水。它与石灰深度处理的效果直接相关，尤其重要的是澄清池内的反应工况，即对有机物高的去除率和少的有害物质的携带率。

1）对膜产生污堵的原因有：中水残余有机物、细菌类生物、清水带出的助凝剂（PAM）及其衍生物，对第一套UF和管道污堵的主要是（高效过滤带来的）细菌类生物，从第二套UF和RO膜观察到的污堵原因主要是助凝剂（PAM-包括AM等），助凝剂产生污堵的主要原因是聚丙烯酸钙（CPA）；

2）石灰深度处理过程中的杀菌是必要的，本厂投加杀菌剂一直不足，系统中积存较多有机生物是容易发生问题的潜在因素；

3）澄清过程添加助凝剂对保证出水水质和降低有机物有较大作用，不宜完全否定,可研究配制和投加方式和最优投加量，如果深度处理澄清池不加助凝剂，应研究改善水质的办法；

4）应当提高UF对非溶解物（主要是胶体级的有机物）去除率，起到对RO 膜更有效的保护作用，应选用在保持膜面积和单位产水率不变下更小的微孔直径（如＜2万道尔敦）的膜；

5）UF药清洗次数仍然偏多。应当改进澄清池的运行工况，提高对非溶解台残余有机物的去除率，以缓解UF膜负荷。

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