摘 要：簡述雙膜系統(tǒng)的基本概念，列舉實例介紹雙膜系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行方式，解決雙膜系統(tǒng)中存在的問題，介紹建立雙膜系統(tǒng)標準化的必要性

關(guān)鍵詞： 雙膜系統(tǒng)；穩(wěn)定運行；標準化

中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0221-02

水資源的匱乏，是目前當(dāng)今社會急需解決的一大難題，生活中需要節(jié)水，生產(chǎn)中同樣需要節(jié)水，利用膜的分離技術(shù)可以使水的利用率提高，從而節(jié)約一部分新水的消耗。這里主要介紹含油污水的回用處理，含油污水主要來自煉油化工并且污水中的成分復(fù)雜含有部分乳化油乃至溶解油，隨著水質(zhì)的不同，同一種工業(yè)也因生產(chǎn)工藝 、設(shè)備和工作條件不同而相差較大，一般處理工藝會利用隔油、浮選、生化處理等方法處理含油污水，使之達到國家排放標準。并且通過膜技術(shù)將已處理過的污水進行在利用。

一、簡述雙膜系統(tǒng)的概念

膜，通俗地講，可以說是一種過濾物質(zhì)，更確切地講是半透膜，它是一種薄層物質(zhì)。當(dāng)有一定的推動力作用于膜兩側(cè)時，它能按照物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)使該物質(zhì)分離。常見的膜分離技術(shù)有反滲透（RO）、超濾（UF）、微濾（MF）、透析（dialysis）、電滲析（EDI）以及滲透汽化（PV）、納濾膜（NF）等，這些膜技術(shù)主要應(yīng)用于廢水處理、海水淡化、濕法冶金、食品保險等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在膜技術(shù)中，超濾和反滲透這兩種膜技術(shù)的發(fā)展最為迅速，常常作為污水的三級處理技術(shù)。因此常被大家稱為“雙膜系統(tǒng)”。雙膜系統(tǒng)就是將超濾（UF）或微濾（MF）和反滲透（RO）結(jié)合起來的一種水處理技術(shù)。污水經(jīng)過前期的除油以及預(yù)處理段，達到UF進水的要求，再經(jīng)過UF處理后能達到RO進水要求。最后得到可以在利用的軟化水，使污水得到再生和利用。

二、雙膜系統(tǒng)的應(yīng)用以及長周期穩(wěn)定運行方式

這里主要以錦西石化公司污水回用項目為例，介紹雙膜系統(tǒng)的運行過程。錦西石化污水回用項目于2013年1月份開始投產(chǎn)，采用污水處理場深度處理后的煉油污水作為原水，通過纖維球、超濾、反滲透處理，生產(chǎn)產(chǎn)品水。裝置設(shè)計進水750m3/h；產(chǎn)循環(huán)水200m3/h；產(chǎn)除鹽水420m3/h。超率設(shè)計產(chǎn)水率為≥90%，反滲透設(shè)計產(chǎn)水率為≥75%。

1.1工藝流程簡圖如下：

循環(huán)水補水緩沖罐→循環(huán)水場

該系統(tǒng)超濾是采用荷蘭NORIT X-FLOW AquaFlex HP中空纖維內(nèi)壓式超濾膜組件，共四套192支膜，采用死端過濾方式，材質(zhì)是聚乙烯吡咯酮聚醚砜共混極性膜（PES+PVP）。膜孔徑為25nm，最高進水溫度為40℃，單套設(shè)計最大產(chǎn)水量為190 m3/h。反滲透膜采用的是美國海德能（Hydranautics）節(jié)能型抗污染卷式復(fù)合膜（PROC10），共四套576支膜，材質(zhì)是芳香族聚酰胺復(fù)合材料，設(shè)計平均水通量為19.6L/m2·h，最高進水溫度45℃，單套設(shè)計產(chǎn)水量為110 m3/h。

1.2實際運行水質(zhì)分析如下表（以2013年7月份為例）

從水質(zhì)分析上來看，產(chǎn)水能夠滿足水質(zhì)要求，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，但是在調(diào)試初期，該系統(tǒng)運行出現(xiàn)了以下幾種問題：

1、嚴格監(jiān)督工程質(zhì)量，減少系統(tǒng)開停次數(shù)。由于纖維球過濾器濾料泄漏，運行水罐罐體防腐脫落等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)停車，經(jīng)過一段時間的整改，雙膜系統(tǒng)繼續(xù)投產(chǎn)。由于停車次數(shù)較為頻繁，時間較長，系統(tǒng)管線內(nèi)的污水存在死角并未完全放空，這時隨著氣溫的升高，管線內(nèi)大量微生物滋生，給反滲透系統(tǒng)運行造成了一定的影響。在運行的后期反滲透保安過濾器濾芯更換頻繁，濾芯堵塞嚴重。并且針對該現(xiàn)象對濾芯進行電鏡掃描，污堵保安過濾器濾芯的主要是微生物、有機物等。因此該系統(tǒng)采用投加非養(yǎng)化殺菌劑的方式進行滅菌，投加方式采用沖擊性投加，結(jié)合現(xiàn)場實際情況決定每隔五天沖擊性投加一次，每次投加濃度200ppm，投加時長為1小時。但是微生物已經(jīng)形成了一定的數(shù)量，投加藥劑已經(jīng)不能完全的解決細菌滋生問題，最后不得不將雙膜系統(tǒng)全部停下，進行全系統(tǒng)殺菌，并且將運行水罐、管線內(nèi)污水排空，雙膜系統(tǒng)進行藥劑保護。當(dāng)具備投產(chǎn)條件時，待超濾系統(tǒng)投產(chǎn)后進行細菌分析，SDI的測量，水質(zhì)穩(wěn)定后可以投運反滲透系統(tǒng)。

2、加強污水場源頭治理，減少污染物的沖擊，保證來水量平穩(wěn)。雙膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行最重要的條件就是水質(zhì)、水量的穩(wěn)定，雙膜系統(tǒng)是一套恒壓、恒量的系統(tǒng)，水質(zhì)、水量頻繁波動會影響產(chǎn)水水質(zhì)指標。同時也縮短了雙膜的使用壽命。因此必須要嚴格控制污水場源頭水質(zhì)的治理，加大獎懲力度，增加各個下水點的監(jiān)測頻次，并且應(yīng)提高對污水水質(zhì)分析工作監(jiān)管力度，設(shè)置專人、專車針對污水場進行采樣分析，加快采樣、分析的時間。盡量減少雙膜系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)整。在調(diào)試期間污水場水質(zhì)沖擊嚴重，氨氮水質(zhì)超標14次，累計時長77小時，最高濃度達到了322.2mg/L。沖擊時間多數(shù)集中在夜間，其中有60個小時的沖擊都在夜間，占沖擊總時間的78%。本次沖擊時間長，調(diào)整難度大，為保證水質(zhì)合格廠內(nèi)將限量出水，最低出水達到了200t/h，因此回用系統(tǒng)將降低水量，逐步停運各單元系統(tǒng)。當(dāng)時已進入夏季，天氣炎熱，水溫較高，水體內(nèi)細菌滋生較快，回用系統(tǒng)不穩(wěn)定運行，勢必會導(dǎo)致膜內(nèi)細菌的滋生，因此必須將四套超濾、四套反滲透系統(tǒng)全部投用，頻繁的開停設(shè)備必定影響膜的使用壽命。

3、降低預(yù)處理段藥劑投加量，降低雙膜系統(tǒng)污堵風(fēng)險。降低預(yù)處理段的PAC、PAM投加量，回用裝置需要進行聯(lián)調(diào)，確定最佳的PAC、PAM投加量，保證長周期穩(wěn)定的運行。若PAC投加過量，會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生二次絮凝，將會堵塞保安過濾器濾芯及反滲透膜。

4、反滲透濃水處理工藝不成熟，活性炭失效較快，使用效率低，費用較高。該雙膜裝置反滲透濃水是經(jīng)過活性炭吸附，降低COD濃度后進行達標外排，設(shè)計濃水量為120t/h，COD為150mg/l。調(diào)試初期是在冬季，并且只運行了一套反滲透，濃水量較小，活性炭使用較正常。隨著濃水水量增加與氣溫的升高，活性炭的使用量增加并且使用效率降低，每間池子投用的新炭僅能使用一周，因此按照目前120t/h濃水估算每年活性炭使用量約在1248噸，若不進行再生活性炭，使用新炭的費用約為每年1200萬元。夏季氣溫較高，細菌滋生較快是導(dǎo)致活性炭利用率降低的主要原因。選擇適合的濃水處理工藝可以有效的降低回用水的處理費用。

在雙膜系統(tǒng)運行過程中，以上出現(xiàn)的屬于典型的問題，在運行過程中監(jiān)控每個運行單元，查找問題的根源，有效的解決問題，也是雙膜系統(tǒng)運行的關(guān)鍵所在。雙膜系統(tǒng)本身就比較“嬌氣”，在運行時要嚴格的控制水質(zhì)、水量，避免不必要的傷害，在操作時也應(yīng)嚴格的執(zhí)行操作規(guī)程，杜絕由于操作失誤造成的機械損害。

三、雙膜系統(tǒng)的標準化

影響雙膜系統(tǒng)運行的因素很多，壓力、水溫、PH值、含鹽量、回收率、等，當(dāng)各項運行數(shù)據(jù)發(fā)生改變時往往難以準確判斷是何種因素的變化所致，這就需要我們把運行條件統(tǒng)一在一個標準上進行比較，這就是標準化。在穩(wěn)定回收率、產(chǎn)水量的情況下，真實記錄系統(tǒng)運行參數(shù)；采用專業(yè)的標準化軟件進行記錄，數(shù)據(jù)標準化軟件可以消除溫度、進水TDS、產(chǎn)水量和回收率的影響，獲得標準化性能參數(shù)，判斷系統(tǒng)是否處于故障狀態(tài)及是否需要化學(xué)清洗；將系統(tǒng)目前的標準化性能參數(shù)與運行初始的標準化數(shù)據(jù)進行對比，就可以確定系統(tǒng)性能的變化情況。數(shù)據(jù)標準化是判斷雙膜系統(tǒng)故障狀態(tài)的基礎(chǔ)，貴在堅持。因此在雙膜運行初期應(yīng)建立完善的運行記錄，水質(zhì)分析報表。記錄雙膜系統(tǒng)無故障情況的初始數(shù)據(jù)，為以后的穩(wěn)定運行打下基礎(chǔ)。

四、結(jié)論

雙膜系統(tǒng)的運行與維護是復(fù)雜的工作，需要大量的運行數(shù)據(jù)來判斷膜的運行狀態(tài)，并且在運行過程中出現(xiàn)問題時應(yīng)及時的查明原因并采取有效的措施加以解決，否則長期運行將很快造成膜元件損害，影響使用壽命。只要做好預(yù)防工作，加強管理，出現(xiàn)問題時及時采取有效的針對性措施，就基本上可以減少問題的出現(xiàn)，從而確保雙膜系統(tǒng)長期、有效、正常地運行。

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作者簡介：張昕，男，1973年3月1日出生，畢業(yè)于撫順石油學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)工作于錦西石化分公司污水處理車間，工程師。