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反滲透膜元件性能因素 | 下降的原因
反滲透膜系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,有時(shí)處理能力明顯下降,達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要與膜系統(tǒng)工作環(huán)境、選型設(shè)計(jì)、安裝施工、運(yùn)行管理和膜產(chǎn)品性能等有關(guān)。此外,與膜系統(tǒng)(MBR、UF或R0)本身也有一定關(guān)系。
膜產(chǎn)品性能:
對(duì)于UF系統(tǒng),膜本身的抗污染性和親水性對(duì)通量影響較大,通量值低運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后,MBR、UF的處理能力降低。對(duì)此可選用抗污染性強(qiáng)、清洗恢復(fù)性好的內(nèi)襯增強(qiáng)型PVDF膜,結(jié)合氣洗不斷絲,清洗效果非常好。而對(duì)于MBR系統(tǒng),要選用具有永久親水性,并且不斷絲的帶內(nèi)襯MBR膜,以保證產(chǎn)水水量跟水質(zhì)。
其他重要影響因素:
1
工作環(huán)境
進(jìn)水水溫低于設(shè)計(jì)溫度(常見(jiàn)于季節(jié)性變化),會(huì)導(dǎo)致膜出水性能下降;水質(zhì)中污染物種類、濃度和水體黏度的變化,也會(huì)導(dǎo)致膜的透水性能低于預(yù)期值。解決這些問(wèn)題,需要在膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初,考慮全年最低水溫和水質(zhì)的波動(dòng)幅度,在選膜面積時(shí)留出一定的安全余量。
2
選型設(shè)計(jì)
由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足,過(guò)多考慮成本導(dǎo)致選用的膜面積安全余量不足,對(duì)膜的產(chǎn)水通量估計(jì)過(guò)高等,都會(huì)使膜達(dá)不到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。無(wú)論是MBR膜、UF膜還是R0膜,都必須保證足夠的膜面積。
3
安裝施工
膜系統(tǒng)制造安裝過(guò)程中,未及時(shí)清理雜物會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)殘留過(guò)多,從而影響膜的產(chǎn)水性能。尤其是焊渣,尖銳或絲狀物等,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜絲、膜片破損。對(duì)于MBR膜,需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)水;對(duì)于UF及RO系統(tǒng),先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈,運(yùn)轉(zhuǎn)前置過(guò)濾器,然后再進(jìn)水。
4
運(yùn)行管理
正確加入藥劑,尤其是阻垢劑,對(duì)RO系統(tǒng)非常重要。此外,還要根據(jù)工況及時(shí)沖洗或采取藥洗,恢復(fù)膜性能。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致回收率過(guò)高,或人為操作超過(guò)設(shè)計(jì)回收率,也會(huì)導(dǎo)致膜處理能力的下降。對(duì)UF系統(tǒng)可采用錯(cuò)流過(guò)濾而非死端過(guò)濾;對(duì)RO膜要加大濃水排放,降低回收率,減少膜串聯(lián)的數(shù)量或加大回流量
膜使用壽命縮短或需頻繁清洗膜使用壽命周期短體現(xiàn)在兩個(gè)方面:
一是膜本身永久性受損,不能再產(chǎn)出足量、足質(zhì)的水,需能解決;二是膜受?chē)?yán)重污染后暫時(shí)性受損,需要頻繁清洗才能恢復(fù)產(chǎn)水能力,實(shí)際使用時(shí)間和清洗周期較短,難以適應(yīng)生產(chǎn)要求。該問(wèn)題可從工藝設(shè)計(jì)上加以解決,如提高膜本身的質(zhì)量,同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境、制造施工和運(yùn)行管理等。
1、設(shè)計(jì)
保護(hù)性設(shè)計(jì)不足,會(huì)導(dǎo)致膜產(chǎn)生不可恢復(fù)性受損。根據(jù)受損的種類不同,其解決方法也各異。例如:為避免膜絲、膜片被劃傷,可選用內(nèi)襯增強(qiáng)型PVDF膜,并且加裝前置過(guò)濾器;為防止RO膜被氧化性物質(zhì)氧化,加裝ORP儀表和還原劑自動(dòng)投加裝置;為防止超壓性物理?yè)p傷,可加裝壓力保護(hù)設(shè)施;為防止膜絲、膜片受水錘沖擊破裂,需設(shè)計(jì)減緩水錘細(xì)節(jié)。
2、膜產(chǎn)品
UF/MBR膜如果采用常規(guī)均質(zhì)膜絲,易斷絲,抗污染性和抗老化性差,反洗及拉伸強(qiáng)度低。推薦選用長(zhǎng)壽命、高抗拉強(qiáng)度的內(nèi)襯增強(qiáng)型PVDF膜。RO膜流通通道小、膜片抗污染性差,應(yīng)盡量選用寬流道RO膜,根據(jù)水質(zhì)有針對(duì)性地選取抗污染膜。
3、制造、施工
制造安裝過(guò)程中,膜系統(tǒng)混入雜物尤其是尖利異物,會(huì)劃傷膜絲、膜片。解決方法為:對(duì)于帶內(nèi)襯MBR膜,需將池內(nèi)雜質(zhì)清理干凈后再進(jìn)水;對(duì)于UF及RO系統(tǒng),必須先將前段管路系統(tǒng)沖洗干凈后,運(yùn)轉(zhuǎn)前置過(guò)濾器,然后再進(jìn)水。
4、運(yùn)行管理
未正確或及時(shí)加藥,尤其是RO系統(tǒng)的阻垢劑投加不及時(shí),會(huì)導(dǎo)致膜嚴(yán)重堵塞。在設(shè)計(jì)正確的前提下,按操作規(guī)程正確運(yùn)營(yíng)維護(hù)。膜系統(tǒng)在高壓差下運(yùn)轉(zhuǎn),會(huì)導(dǎo)致超微濾膜絲斷裂和RO膜片受損。為此,需巡檢跨膜壓差和膜組壓降,根據(jù)工況及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)性清洗,嚴(yán)防超壓差運(yùn)轉(zhuǎn)。化學(xué)清洗時(shí),強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化性藥劑會(huì)使膜產(chǎn)生不可恢復(fù)性的化學(xué)損傷。因此,操作者需熟練掌握化學(xué)清洗工藝,避免強(qiáng)酸和強(qiáng)堿環(huán)境;而RO膜則嚴(yán)禁采用強(qiáng)氧化性藥劑清洗。
5、環(huán)境
水溫高于45℃,會(huì)使膜的使用壽命縮短。一般需將水溫控制在40℃以下,必要時(shí)采取降溫措施。對(duì)于RO系統(tǒng),廢水中含有強(qiáng)氧化性物質(zhì)或易沉淀物質(zhì),會(huì)導(dǎo)致膜使用周期縮短。設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),從其安全性角度考慮,增加預(yù)處理安全余量,加裝保護(hù)性停機(jī)設(shè)計(jì),可避免引發(fā)這類問(wèn)題。
膜系統(tǒng)運(yùn)行成本高
1、選擇超低壓反滲透膜
常規(guī)反滲透膜運(yùn)行壓力為1.3~1.5 MPa,超低壓反滲透膜運(yùn)行壓力為0.8MPa左右甚至更低(與水溫密切相關(guān)),可節(jié)約30%以上電耗。對(duì)于大型RO系統(tǒng),基本可抵消膜70%以上的年折舊費(fèi)用,節(jié)約更為顯著。
2、高壓泵配變頻器
高壓泵配變頻器除了可以減緩水泵啟動(dòng)時(shí)的水錘沖擊,還可通過(guò)設(shè)定合理的運(yùn)行壓力,降低閥門(mén)節(jié)流耗能,全年至少可季度性節(jié)能15%以上。
3、合理計(jì)算阻垢劑投加量通過(guò)分析水質(zhì)數(shù)據(jù),優(yōu)化藥劑投加量,通??晒?jié)約20%甚至更高的藥劑費(fèi)用。
4、適當(dāng)增加膜的數(shù)量,降低運(yùn)行壓力通過(guò)適當(dāng)增大膜面積,可在一定程度上降低膜的運(yùn)行壓力,降低電耗。
5、MBR或UF產(chǎn)水與RO產(chǎn)水混用RO產(chǎn)水水質(zhì)較優(yōu),通??梢耘c一定比例的帶內(nèi)襯MBR膜或UF膜的產(chǎn)水混合,提高系統(tǒng)回收率,降低RO系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)模,從而節(jié)約運(yùn)行成本。