超滤系统产水量下降问题的探讨及改进措施

杨树松

摘要：3套超滤系统运行1个多月的产水量下降较快，对此进行原因分析，并且制定出相应的改进措施并实施，实施后超滤系统产水量得到很大改善，但运行数天后产水量又开始下降，并且下降较快，通过进一步分析，及时调整反洗方案，最后超滤运行基本处于稳定可控状态。

关键词：超滤、产水量、下降、反洗、措施。

中图分类号：TU74文献标识码： A

工艺概况：

水库来水 蓄水池 D型滤池 清水池 超滤增压泵

自清洗过滤器 超滤系统 超滤水箱 供一级反渗透使用

共有3套超滤系统，每套超滤设计流量为200m3/h，每套60支膜，超滤增压泵2台，变频控制，可以供2台到3台，超滤的进出水参数为，超滤进水平均浊度为2NTU，超滤产水产水浊度约0.2NTU左右。运行过程为顶部过滤40min，然后顶部反洗，顶部反洗包括正冲15S，反洗60S，正冲15S，然后切换至底部过滤，底部过40min，然后底部反洗，底部反洗包括正冲15S，反洗60S，正冲15S，依次循环。但是运行一段时间发现，超滤系统的产水量下降较快，由200m3/h降到100m3/h左右，更低时达到90m3/h，但是超滤的产水均处于合格状态，平均0.09NTU，超滤系统产水量降低严重影响到了化工主装置的稳定运行，需要尽快处理恢复超滤系统的正常运行。

超滤系统产水量下降的原因分析

2.1超滤在前期调试期间，进水水质比较差。

在调试的初期，原水未经过D型滤池过滤；蓄水池和清水池虽然进行过清扫，但必然会存在部分污物；在超滤增压泵进超滤系统前的管路存在U型弯，不易冲洗干净；导致超滤膜部分产生污堵，并且未能及时的清洗，导致超滤膜污堵愈来愈严重，产水量也极具下降。

2.2水温偏低，水粘度偏高，超滤膜丝的孔隙变小。

超滤系统调试期间，正值冬季，水温及室温均较低，且蒸汽系统未能接入，水温一般只有2摄氏度左右，该温度下水的粘度为1.6728 ，而25摄氏度下水的粘度为0.8937 ，室温也是有3摄氏度左右，所以超滤进水在通过超滤膜时，阻力会增加很多，水通过量就相应降低；另外超滤膜受温度影响，膜丝孔隙变小，截留的悬浮物也就越多，堵塞的就越快，产水量自然也会有所下降。

2.3对超滤系统的化学清洗不及时

虽然调试期间有温度低、进水水质差的原因，但是如果对超滤系统及时的进行化学清洗，也能及时的改善。

2.4细菌等微生物开始滋生，易造成超滤膜污堵。

随着季节转换，春季来临后，细菌等微生物在水里滋生，由于D型滤池无法全部过滤掉微生物，导致微生物进入超滤膜，产生污堵，产水量下降。

2.5超滤反洗的周期过长，无法及时反洗掉污物。

超滤系统原设计为40min反洗一次，可能在进行反洗时，此时已产生污堵，此时再靠反洗已无法彻底恢复超滤膜的通量，产水量必然会下降。

2.6超滤加强反洗（CEB）的周期过长，不能及时洗掉超滤膜中截留的污物，造成产水量下降。

改进措施

3.1投用D型滤池，改善超滤进水水质。

D型滤池在调试的后期，已开始投用，并且已初见效果，进水浊度平均为10NTU，产水浊度能达到平均2NTU左右，并且及时的对D型滤池进行反洗，定期监测D型滤池的进出水的浊度，保证进超滤膜的水质达标。

3.2 温度的影响因素，目前还无法增加蒸汽加热，公司一期锅炉系统未设计该处蒸汽用量，待夏季到来或二期锅炉系统完成后，再彻底消除该影响因素。

3.3对3套超滤系统进行化学清洗，改善产水量。

3.4在进超滤系统前的管道上，加杀菌剂次氯酸钠，降低水中微生物的含量，减少污堵。

3.5缩短超滤系统的反洗周期，由原来设计反洗周期40min，改为30min，查看运行效果。

3.6超滤的加强反洗（CEB）的原设计周期为280min，改为210min，查看运行效果。

改进效果及存在问题

根据以上的改进措施（第二项除外），对超滤系统进行实施，化学清洗后，当时超滤系统的产水量由原来90m3/h增加到205m3/h，恢复效果较好。但是随后的问题是：

4.1运行数天后产水量又开始下降，并且下降较明显，大概7天，产水量下降到约125m3/h，平均每天下降12m3/h。

超滤产水量清洗后天数 1#超滤 （m3/h） 2#超滤 （m3/h） 3#超滤 （m3/h）

第1天 205 200 210

第2天 200 196 202

第3天 191 188 193

第4天 177 165 180

第5天 161 152 166

第6天 143 138 148

第7天 124 119 128

4.2缩短超滤的反洗周期后，反洗耗水量明显增加，反洗泵共3台，单台泵流量400m3/h，反洗时开启两台，开启时间为1min。每天增加反洗次数12次，平均每天增加反洗耗水量150m3，一年若按运行300天计，每年多耗水45000m3，按吨水单价3元计，每年该项费用增加135000元。

4.3超滤的加强反洗（CEB）的原设计周期缩短后，不仅增加耗水量，同时增加药剂用量，同样导致运行成本增加。

为了最大可能恢复超滤系统，保持长期运行，并且降低运行成本，又对超滤系统的反洗出水做了分析，并且对超滤的进水进行了COD项目的检测，发现反洗排放水主要为有机物，并且检测COD结果为20mg/L,说明超滤系统的进水有机物含量相对较高，针对污堵物质主要为有机物，制定出新的超滤反洗方案和超滤加强反洗（CEB）方案，具体如下：

新的超滤反洗方案：

将反洗周期由原来30min调整为20min，同时调整反洗水量，由原来的800m3/h调整到375m3/h，反洗时间仍为1min。

新的超滤加强反洗（CEB）方案：

CEB反洗原设计为：CEB 执行流程：运行/反洗→CEB（NaClO+NaOH）→运行/反洗→CEB（NaOH碱洗）→运行/反洗→CEB（HCl 酸洗）→返回。每次CEB反洗时包括顶部反洗30S，底部反洗30S，浸泡10min，顶部反洗30S，底部反洗30S，上正冲10S，下正冲10S，后进入运行状态。

CEB反洗设计改为：CEB 执行流程：运行/反洗→CEB（NaClO+NaOH）→返回。每次CEB反洗时包括顶部反洗15S，底部反洗15S，浸泡10min，顶部反洗15S，底部反洗15S，上正冲10S，下正冲10S，后进入运行状态。

根据新的方案实施后，调整后超滤系统产水量如下：

超滤产水量调整后天数 1#超滤（m3/h） 2#超滤（m3/h） 3#超滤（m3/h）

第1天 209 203 223

第2天 206 201 220

第3天 205 199 218

第4天 203 198 216

第5天 202 196 213

另外，新的反洗方案投用后，每天反洗消耗水量较最初设计有所下降。

原反洗方案设计每天耗水量为：=480m3。

新反洗方案设计每天耗水量为：=450m3。

每天反洗用水量较最初设计节约用水30m3。

原CEB反洗方案设计每天耗水量为：=68.57m3。

新CEB反洗方案设计每天耗水量为：=42.86m3。

每天CEB反洗用水量较最初设计节约用水15.71m3。

总计每天节约水量30+15.71=45.71m3，按每年运行300天，吨水3元计，每年大概节约费用为45.71×300×3=41139元。

结束语

超滤装置设计参数及运行参数的设计基本上都是一定的，但不是每套设计相同的超滤系统运行状态就相同，它需要根据不同的用途，不同的原水水质，和不同的工艺操作等条件，做出相应的原因分析，然后制定相应的改进方案，再对原有的设计进行适当的调整，以适应不同现场的的使用，既能达到满意的使用效果，同时还能节约成本。今后还要继续摸索调整，找到最优运行参数，延长设备使用寿命，降低成本，节约资源。

参考文献

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