張建輝

【摘 要】反滲透前5u保安過(guò)濾器主要是確保膜元件不受大顆粒物質(zhì)的物理?yè)p壞，針對(duì)凌鋼濾芯頻繁污堵問(wèn)題，論文對(duì)預(yù)處理工藝和后續(xù)工藝進(jìn)行逐項(xiàng)排查，確定是保安過(guò)濾器處細(xì)菌再滋生造成的濾芯污堵，通過(guò)排除，分析出造成細(xì)菌滋生的原因，并采取相關(guān)措施使濾芯污堵問(wèn)題得以解決。

【Abstract】Before reverse osmosis， the 5u security filter is mainly to ensure that the membrane elements are not physically damaged by large particles of material. Aiming at the problems of frequent pollution and blockage of the filter core of Ling Steel， the paper checked the pretreatment process and the follow-up process item by item， determined that the pollution and blockage of the filter core was caused by the bacteria re-breeding in the security filter. Through elimination， the paper analyzes the cause of bacteria breeding， and takes relevant measures to solve the problems of pollution and blockage of the filter core.

【關(guān)鍵詞】保安過(guò)濾器;還原劑;殺菌

【Keywords】 security filter; reducing agent; sterilization

【中圖分類號(hào)】TM621.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）09-0169-02

1 引言

水是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中要耗費(fèi)大量的水資源，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)水資源的需求大幅度增長(zhǎng)。為了滿足生產(chǎn)需要，凌鋼先后投資1.2億元分兩期建設(shè)了污水深度處理中心，總處理能力1600m3/h，其主要工藝如圖1所示。

2 過(guò)濾器污堵現(xiàn)狀

污水處理自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行情況一直良好，但從2017年9月份開(kāi)始，反滲透保安過(guò)濾器的壓差上升較快，并影響了反滲透的一段壓差、產(chǎn)水量和脫鹽率。

檢查過(guò)濾器濾芯，發(fā)現(xiàn)上面布滿了淡黃色粘滑物。并且新濾芯在更換之后7～15d會(huì)再次污堵，反滲透一段運(yùn)行壓差上升，而且反滲透的產(chǎn)水量和回收率均呈下降趨勢(shì)，脫鹽率同時(shí)下降約1%。

可以判斷，不僅保安過(guò)濾器濾芯發(fā)生了污堵，而且污染物也已經(jīng)穿透濾芯進(jìn)入反滲透一段端口，影響了反滲透運(yùn)行壓差、產(chǎn)水量和脫鹽率。

3 過(guò)濾器污堵的原因分析

①系統(tǒng)采用磷系阻垢劑，一些小分子物質(zhì)可能會(huì)和阻垢劑反應(yīng)生成絡(luò)合物沉積在濾芯和反滲透膜表面，經(jīng)過(guò)水分蒸發(fā)烘干，污染物會(huì)變硬，初步判斷為可能存在有機(jī)污染物。②由于厭氧微生物大量繁殖，在濾芯表面形成一層生物膜，從而影響濾芯的通量，并且代謝的產(chǎn)物在反滲透膜表面沉積。判斷可能存在微生物污染。③反滲透二段壓差沒(méi)有增長(zhǎng)，系統(tǒng)回收率一直控制在70%范圍內(nèi)，阻垢劑加藥量也符合設(shè)計(jì)要求，因此排除了系統(tǒng)結(jié)垢的可能。④預(yù)處理出水投加次氯酸鈉，余氯控制在0.3～0.5mg/L，通過(guò)對(duì)比分析保安過(guò)濾器進(jìn)口未加還原劑前和出口前后細(xì)菌含量，化驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示細(xì)菌含量基本維持在200個(gè)/mL左右，可以基本排除由于預(yù)處理出水細(xì)菌問(wèn)題造成反滲透生物污堵的可能。⑤反滲透設(shè)備已投入生產(chǎn)5年以上的時(shí)間，可排除新系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)沖洗不徹底造成雜物污堵的可能。⑥SDI值通過(guò)采用0.45um孔徑膜檢測(cè)的，SDI<3是衡量超濾產(chǎn)水是否合格的標(biāo)準(zhǔn)，它代表了水中顆粒、膠體和其他能阻塞各種水凈化設(shè)備的物體含量。通過(guò)實(shí)測(cè)超濾產(chǎn)水SDI維持在0.8～1.5，基本排除了膠體和顆粒污堵的可能。⑦反滲透一段壓差升高發(fā)生在保安過(guò)濾器污堵之后，說(shuō)明污染物透過(guò)濾芯進(jìn)入反滲透，可以判斷反滲透污染物來(lái)自于保安過(guò)濾器[1]。⑧通過(guò)對(duì)污染物進(jìn)行FT-IR光譜分析，檢測(cè)出來(lái)自微生物的吸收。分析結(jié)果顯示污染物主要是微生物，造成污堵的原因是微生物污染，同時(shí)污染物中P、Ca成分被檢出，所以不排除阻垢劑本身對(duì)系統(tǒng)的影響。

綜合分析，可基本排除預(yù)處理水質(zhì)問(wèn)題對(duì)過(guò)濾器的影響，可以斷定超濾產(chǎn)水之后在反滲透供水母管上存在二次污染。

4 污染物來(lái)源分析

4.1 SDI數(shù)據(jù)分析

通過(guò)檢測(cè)反滲透總進(jìn)水母管和保安過(guò)濾器出口SDI數(shù)值進(jìn)行分析（見(jiàn)表1）。

表1顯示，超濾產(chǎn)水在經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器時(shí)SDI值升高，發(fā)生二次污染，其中新?lián)Q濾芯可以截留一部分污染物，而其他套的出水則不滿足反滲透的進(jìn)水SDI<3的要求。而兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)之間，只有投加了還原劑和阻垢劑，具體哪種因素引起的二次污染，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

4.2 藥劑投加點(diǎn)分析

原阻垢劑投加點(diǎn)在反滲透保安過(guò)濾器入口，為了驗(yàn)證污染物的來(lái)源，將B套反滲透阻垢劑投加點(diǎn)改到保安過(guò)濾器的出口。如果B套濾芯繼續(xù)污堵，且周期不變，說(shuō)明不是阻垢劑的原因，而是還原劑的原因引起的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：B套從2月10日更換新的濾芯，至3月4日濾芯發(fā)生污堵，平均運(yùn)行周期23天，污堵趨勢(shì)沒(méi)有得到改善。從2月29日RO供水母線和保安過(guò)濾器濾芯出口細(xì)菌含量分析來(lái)看（如表2）：3套保安過(guò)濾器出口細(xì)菌含量差別不大。

污染物可以確定是還原劑投加量過(guò)大引起的厭氧微生物污染。

4.3 原因分析

反滲透設(shè)備運(yùn)行中需要投加還原劑，其主要成分為亞硫酸氫鈉，主要是去除系統(tǒng)中殘余余氯，防止反滲透膜被氧化。系統(tǒng)控制反滲透進(jìn)水余氯<0.06mg/L，ORP<180mv，原系統(tǒng)投加二氧化氯（CLO2）殺菌，而CLO2殺菌效果好且持久，但CLO2進(jìn)行消毒會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物亞氯酸鹽（CIO2-）和氯酸鹽（CIO3-），而殘留的CLO2和副產(chǎn)物在被還原劑還原成CL-時(shí)會(huì)消耗大量的還原劑，而且被還原劑還原時(shí)不夠完全，所以反滲透進(jìn)水余氯值經(jīng)常高于限值，為了降低氧化性物質(zhì)含量，需要將亞硫酸氫鈉加藥量調(diào)大約6～8ppm[2]。

還原劑本身可以把系統(tǒng)中的高價(jià)鐵還原成亞鐵。但是還原劑加多會(huì)使系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的硫酸鹽，而硫酸鹽還原菌在無(wú)氧或缺氧的狀態(tài)下，利用硫酸鹽中的氧，進(jìn)行氧化反應(yīng)而得到了能量，形成了細(xì)菌群，能把水溶性的硫酸鹽還原成硫化氫，其廣泛存在于厭氧性有機(jī)物聚集的地方，而封閉的保安過(guò)濾器恰好為其提供了這樣的生長(zhǎng)環(huán)境。所以可以判斷硫酸鹽還原菌是引起保安過(guò)濾器及反滲透膜生物污堵的主要原因。

5 解決方案

為了減少硫酸鹽還原菌的滋生，需要降低還原劑的投加量，采取以下措施：①調(diào)整殺菌劑。將殺菌劑CLO2更換為次氯酸鈉（NaCLO），因?yàn)镃LO-在被還原為CL-時(shí)，相對(duì)CLO2來(lái)說(shuō)更加完全。②降低還原劑投加量?？刂瞥瑸V產(chǎn)水池余氯為0.3～0.5ppm，保證水體中余氯的含量，防止后續(xù)工藝細(xì)菌滋生，根據(jù)理論計(jì)算，每1.34ppm的還原劑可以脫除1ppm的余氯，而又為了保護(hù)系統(tǒng)安全，還原劑的投加量調(diào)整為2～2.5ppm。③過(guò)濾器殺菌。為了防止保安過(guò)濾器內(nèi)的細(xì)菌滋生，用50～100ppm的次氯酸鈉對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行浸泡殺菌1～2h，再用還原劑消除殘余余氯，防止反滲透膜被氧化[3]。④增加非氧殺菌。細(xì)菌繁殖旺季，在每套保安過(guò)濾器入口投加非氧化性殺菌劑（主要成分為異噻唑啉酮）殺菌，投加量為200ppm，平均每周一次來(lái)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這一系列控制硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)繁殖的措施，保安過(guò)濾器濾芯的使用周期由原來(lái)的7～15d延長(zhǎng)至120d，反滲透的污堵?tīng)顩r也得到了緩解，今后如何持續(xù)控制和減少厭氧菌的生長(zhǎng)需要重點(diǎn)關(guān)注，以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

【參考文獻(xiàn)】

【1】金熙，項(xiàng)成林，齊東子.工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答（第四版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

【2】朱絨霞，那靜彥，郭生武，等.硫酸鹽還原菌的腐蝕機(jī)理[J].空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000（03）：10-12.

【3】馮逸仙.反滲透水處理系統(tǒng)工程[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.