污水处理装置中水回用中膜系统的维护与管理措施

任晓杰 万学帮 赵志强 孙风亮

摘 要：本文简单介绍了中水回用和双膜系统，并分别从膜运行指标、检漏以及化学清洗等三方面，对污水处理装置中水回用中超滤膜系统、反渗透膜系统的维护与管理措施进行了探讨，以供相关人员参考和研究。

关键词：中水回用;超滤膜系统;反渗透膜系统;维护与管理

以膜进行水处理是现代水处理工艺的常见形式，尤其是在各种膜科技快速发展、广泛应用的情况下更是如此，其能够实现高效、深度的水处理，进而满足不同用途的水质要求。为了有效保障中水回用质量和效率，有必要加强对双膜系统的维护与管理，保障膜系统高效运行，延长其使用寿命。

1 中水回用和双膜系统概述

1.1 中水回用

中水是一个与上水、下水而形成的概念，其又被称作再生水、杂用水等，其水质介于生活自来水和排入管道内污水之间。换言之，中水不能像上水一样直接用于生活的方方面面，但是也不像下水一样只能被排走，而是具有一定的利用价值，如冲洗厕所、浇灌绿地和树木、清洁道路、建筑施工、喷水池等。近年来，中水回收越来越受重视，合理开发与利用中水，不但可以获取一部分主要集中于城市的可利用水资源领，还能有效促进水资源“优质优用、低质低用”的实现，真正做到环境保护、水污染防治，促进社会与经济的可持续发展。因此在污水处理装置中，中水回收工艺的重要性越来越突出。

1.2 双膜系统

在污水处理装置的中水回用中，膜系统是最基础的部分，而膜系统的进水则通常是城市中水厂或工业污水处理站的出水。由于膜系统的进水存在水质变化较大的特征，包括COD、氨氮、pH值等都各不相同，故而需要有效利用膜系统对中水进行预处理，而且多采取双膜系统，分别为超滤膜系统和反渗透膜系统。其中超滤膜是一种用于超滤过程并能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜，适用于脱除胶体级微粒和大分子，可以对对中水进行简单预处理。反渗透膜则是利用反渗透技术，基于高于溶液渗透压作用下其他物质不能透过半透膜的特性，起到过滤分离作用。应用双膜系统的一大优势在于超滤膜可以保护反渗透膜，同时脱除COD与盐分，得到高品质的回收水。

2 污水处理装置中水回用中膜系统的维护与管理措施

2.1 超滤系统的维护与管理

2.1.1 监测超滤滤膜运行指标

超滤滤膜运行过程中对中水pH值要求相对较低，基本上所有中水都不会对滤膜造成损伤，故而在实际运行中只需要定期检测经过超滤滤膜的中水的pH值。而从进水浊度的层面看，超滤滤膜的指标要求同样极为宽泛，基本上所有中水的浊度都不会对超滤滤膜的正常运行造成影响。不过需要注意的是，超滤滤膜需要定期进行化学清洗，如果进水浊度过高的话，会导致清洗周期缩短，因此一般需要将中水进水浊度控制在5NTU以下。在压力一定的情况下，进水温度越高，超滤滤膜的清水透过率也就越高，因此有必要对进水温度进行周期性监测，并根据监测结果决定是否需要采取预加热的方式来提高进水温度。另外超滤滤膜进水中应当包含一定量的余氯，这样能够对微生物进行有效处理，以免大量微生物滋生对滤膜造成损害，通常只需要将余氯量控制在0.1mg/L。另外还需要对超滤滤膜的出水浊度、SDI值进行监测，从而判断其过滤效果，一般需要确保超滤膜系统出水的浊度不超过1NTU，同时SDI指不超过3，如果存在超标情况，需要及时进行检查和维护。

2.1.2 膜元件检漏

超滤膜系统的膜元件中包含大量中空纤维管，而且但凡任一纤维管破裂、断裂都会影响超滤膜系统运行质量及效率。因此必须定期对超滤膜元件进行检漏，一般是直接监测各个膜元件出水浊度，并在确认膜管破裂的膜元件后进一步采取气压法检查断裂的膜管。具体操作为将膜管破裂的膜元件滤后水端通入压缩空气，并于膜元件两端涂上肥皂水，并观察端口是否产生气泡。

2.1.3 化学清洗

在进行化学清洗之前，需要先对超滤膜元件污染加以确定，并针对性地选择合适清洗液。常见的污染形式包含杂质和有机物污染、有机物污染兼有金属化合物污染或硅渍、金属污染等。而且在最好能够使用两种清洗剂混合而成的清洗液，实现清洗效果互补。在实际操作中应当将两种合适的清洗剂进行联合连续清洗，如酸、碱、螯合剂、氧化剂、专用清洗剂等，如果化学清洗剂选用不当那么清洗效果将会大打折扣，不利于膜通量的完全恢复。需要注意的是，使用化学药剂对超滤膜系统进行清洗，会对系统稳定性及使用寿命造成一定损耗，长此以往必然会导致系统性能逐步衰减。对此，可以尝试应用PVDF膜组件，在高浓度化学药剂及高温作用下依旧可以保持良好性能，有效降低化学药剂对超滤系统的影响，减缓相应的跨膜压差增长趋势，维持系统稳定性，从而保障其对反渗透系统的保护作用。

2.2 反渗透系统的维护与管理

2.2.1 监测反渗透膜运行指标

通过反渗透滤膜的中水由于需要进行脱盐处理，同时可能造成污堵現象，因此通常需要将其进水pH值控制在7～8之间。反渗透滤膜的高效运行意味着进水浊度以及SDI不能过高，否则过滤处理效果会受到较大影响，通常需要将浊度控制在1NTU以下，SDI控制在4以下，实际上经超滤膜系统处理的出水就能完全满足其进水要求。和超滤滤膜一样，一定压力下反渗透滤膜的进水温度越高，其清水透过率也就越高，因此在其运行过程中通常需要将进水温度控制在20℃左右。而余氯会对反渗透膜产生氧化作用，因此需要将其进水中的余氯含量控制在较小范围内，一般为不超过0.1mg/L。如果进水中余氯含量超标，可以通过添加NaHSO3的方式进行有效控制。另外反渗透膜系统得到的浓水含盐量极高，很容易出现结垢现象，对此可以通过添加CaCO3、CaSO4、BASO4等阻垢剂进行处理，具体添加量则可直接通过专业计算软件获得。对反渗透滤膜的出水浊度及SDI值进行检测，二者应当分别不超过1NTU和3，并在出水浊度过高的情况下进行检查，确定对应的问题滤膜。

2.2.2 密封检漏

和超滤膜系统一样，反渗透膜系统的密封性要求同样十分高，但凡其中任一膜组件出现密封不良甚至断裂的情况，都会使得出水水质受影响。因此在反渗透膜系统运行过程中，需要注意避免诸如水流冲击等对膜组件造成的损坏，还需要做好密封检漏工作，通过产水电导率监测的方式发现密封性问题并更换密封圈。

2.2.3 化学清洗

一般在反渗透膜长期运行后，其表面会附着一些污垢，导致渗透水流量降低，同时会导致给水压力、压差、盐透过率等上升，严重影响反渗透膜正常运行。常见的污垢包括由碳酸钙、硫酸钙、水和金属氧化物、硅、胶体沉积物等所形成的的污垢。在实际清洗时需要根据实际污垢情况，合理选用一种甚至多种化学清洗剂并配成一定浓度的清洗液。在配置清洗液时需要重视对温度的控制，这是因为在一定温度范围内，温度的提升能够促进清洗液溶解度、洗涤能力的提升，而且能够促进膜微孔扩张而排出其中的污物，达到良好的清洗效果。

3 结束语

中水回用处理系统中的膜系统需要切实加强维护和管理，才能有效保障系统稳定、高质、高效运行，从而提高中水回用水平。相关工作人员应当对膜系统运行参数进行有效监测，加强日常管理，做好基础的检漏及化学清洗工作，同时还需要加强对超滤膜技术的不断研究，改善和优化系统，强化超滤系统对反渗透系统的保护作用，保障系统产水量。

参考文献：

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[3]桂双林，林敏，麦兆环.膜技术在电厂中水回用系统中的应用[J].能源研究与管理，2018，000（004）：68-70+77.

作者简介：

任晓杰（1983- ），男，汉族，河南灵宝人，2004年毕业于华北水利水电学院环境工程系给水排水专业，工程师，工业水处理。