关于膜系统的关键问题及解决方案

本次讨论的主题是关于膜系统的关键问题及解决方案。
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本次讨论的重点是膜系统经常出现的问题及解决办法
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膜系统处理能力下降


膜系统运转一段时间后，有时处理能力明显下降，达不到设计产能。产生这种现象的原因主要与膜系统工作环境、选型设计、安装施工、运行管理和膜产品性能等有关。此外，与膜系统（MBR、UF或R0）本身也有一定关系。

膜系统处理能力下降的几大原因：

膜产品性能

对于UF系统，膜本身的抗污染性和亲水性对通量影响较大，通量值低运转一段时间后，MBR、UF的处理能力降低。对此可选用抗污染性强、清洗恢复性好的内衬增强型PVDF膜，结合气洗不断丝，清洗效果非常好。而对于MBR系统，要选用具有永久亲水性，并且不断丝的带内衬MBR膜，以保证产水水量跟水质。

工作环境

进水水温低于设计温度（常见于季节性变化），会导致膜出水性能下降；水质中污染物种类、浓度和水体黏度的变化，也会导致膜的透水性能低于预期值。解决这些问题，需要在膜系统设计之初，考虑全年最低水温和水质的波动幅度，在选膜面积时留出一定的安全余量。

选型设计

由于设计经验不足，过多考虑成本导致选用的膜面积安全余量不足，对膜的产水通量估计过高等，都会使膜达不到设计产能。无论是MBR膜、UF膜还是R0膜，都必须保证足够的膜面积。

压力不足、流体分布不均，导致水流或气流偏流，也会影响整体膜性能，对于UF系统和Ro系统更是如此。 对于RO系统，膜面流速过低，会导致污染物沉积，引起堵塞。解决的方法是改善泵、水路和气路设计， 使多组膜能均担处理负荷，避免部分膜超负荷产水，而部分膜未发挥作用。若清洗维护功能设计不足，尤其是无产水自冲洗功能，可通过改善气洗、水洗和药洗设计，设置合适的冲洗频率和水量等参数加以解决。

进膜前无前置过滤保护设施，会导致膜系统堵塞。解决方法为：对于MBR系统，增设13 mm超细格栅；对于UF系统，增设100um级粗滤器；对于R0系统，增设5um级精密滤器。

UF及RO系统中，还会产生微生物黏泥堵塞，影响膜正常产水。解决方法为：增设紫外线灭菌器或投加杀菌剂；对于RO膜系统，选用无磷阻垢剂，减缓微生物滋生；定期对系统进行清洗维护。

前处理能力设计过低或效果变差，导致进膜水质恶化，对膜系统尤其是RO系统影响很大。解决方法为：改善前处理，保证膜系统进水水质；对于UF系统，改善其前置过滤器效果；对于RO系统，保证进水污染指数(SDI)合格。

安装施工

膜系统制造安装过程中，未及时清理杂物会导致杂质残留过多，从而影响膜的产水性能。尤其是焊渣，尖锐或丝状物等，严重时会导致膜丝、膜片破损。对于MBR膜，需将池内杂质清理干净后再进水；对于UF及RO系统，先将前段管路系统冲洗干净，运转前置过滤器，然后再进水。

运行管理

正确加入药剂，尤其是阻垢剂，对RO系统非常重要。此外，还要根据工况及时冲洗或采取药洗，恢复膜性能。

设计经验不足导致回收率过高，或人为操作超过设计回收率，也会导致膜处理能力的下降。对UF系统可采用错流过滤而非死端过滤；对RO膜要加大浓水排放，降低回收率，减少膜串联的数量或加大回流量。

膜使用寿命缩短或需频繁清洗


膜使用寿命周期短体现在两个方面：一是膜本身永久性受损，不能再产出足量、足质的水，需能解决；二是膜受严重污染后暂时性受损，需要频繁清洗才能恢复产水能力，实际使用时间和清洗周期较短，难以适应生产要求。该问题可从工艺设计上加以解决，如提高膜本身的质量，同时加强环境、制造施工和运行管理等。

膜使用寿命缩短或需频繁清洗几大原因：

(1) 设计

保护性设计不足，会导致膜产生不可恢复性受损。根据受损的种类不同，其解决方法也各异。列如：为避免膜丝、膜片被划伤，可选用内衬增强型PVDF膜，并且加装前置过滤器；为防止RO膜被氧化性物质氧化，加装ORP仪表和还原剂自动投加装置；为防止超压性物理损伤，可加装压力保护设施；为防止膜丝、膜片受水锤冲击破裂，需设计减缓水锤细节。

设计经验欠缺或过于节省材料成本，会造成实际选用膜面积严重不足；单位面积超负荷运转、污染严重，也需频繁清洗。为此，膜面积需要根据稳定膜通量选型设计，对无经验水质，需通过中试验证设计数据o

对于R0系统，膜串联数量过多，亦会导致后段膜污染严重且难以清洗恢复。解决方法是合理设计RO 膜的串联数量，当采用两段式RO设计时，设计分段清洗。

此外，前处理能力偏小，导致膜进水水质超标，强行运转，亦会缩短膜的使用寿命。对此，需改善前处理工艺，保证膜系统进水水质符合要求。

(2) 膜产品

UF/MBR膜如果采用常规均质膜丝，易断丝，抗污染性和抗老化性差，反洗及拉伸强度低。推荐选用长寿命、高抗拉强度的内衬增强型PVDF膜。

RO膜流通通道小、膜片抗污染性差，应尽量选用宽流道RO膜，根据水质有针对性地选取抗污染膜。

(3) 制造、施工

制造安装过程中，膜系统混入杂物尤其是尖利异物，会划伤膜丝、膜片。解决方法为：对于带内衬MBR膜，需将池内杂质清理干净后再进水；对于UF及RO系统，必须先将前段管路系统冲洗干净后，运转前置过滤器，然后再进水。

(4) 运行管理

未正确或及时加药，尤其是RO系统的阻垢剂投加不及时，会导致膜严重堵塞。在设计正确的前提下，按操作规程正确运营维护。

膜系统在高压差下运转，会导致超微滤膜丝断裂和RO膜片受损。为此，需巡检跨膜压差和膜组压降，根据工况及时进行恢复性清洗，严防超压差运转。

化学清洗时，强酸、强碱和强氧化性药剂会使膜产生不可恢复性的化学损伤。因此，操作者需熟练掌握化学清洗工艺，避免强酸和强碱环境；而RO膜则严禁采用强氧化性药剂清洗。

(5) 环境

水温高于45℃，会使膜的使用寿命缩短。一般需将水温控制在40℃以下，必要时采取降温措施。

对于RO系统，废水中含有强氧化性物质或易沉淀物质，会导致膜使用周期缩短。设计系统时，从其安全性角度考虑，增加预处理安全余量，加装保护性停机设计，可避免引发这类问题。

膜系统运行成本高

MBR、UF统的运行成本并非很高；RO系统因为有高压泵，且需投加专用阻垢剂，运行成本较高。

降低RO系统的运行成本有以下几种方法：

（1）选择超低压反参透膜

常规反参透膜运行压力为1.3～1.5 MPa，超低压反渗透膜运行压力为0.8 MPa左右甚至更低（与水温密切相关），可节约30％以上电耗。对于大型RO系统，基本可抵消膜70%以上的年折旧费用，节约更为显著。

（2）高压泵配变频器

高压泵配变频器除了可以减缓水泵启动时的水锤冲击，还可通过设定合理的运行压力，降低阀门节流耗能，全年至少可季度性节能15%以上。

(3) 合理计算阻垢剂投加量通过分析水质数据，优化药剂投加量，通常可节约20%甚至更高的药剂费用。

(4) 适当增加膜的数量，降低运行压力

通过适当增大膜面积，可在一定程度上降低膜的运行压力，降低电耗。

(5) MBR或UF产水与RO产水混用

RO产水水质较优，通常可以与一定比例的带内衬MBR膜或UF膜的产水混合，提高系统回收率，降低RO系统的运行规模，从而节约运行成本。

膜在实际生产中的运行参数，以及各参数之间的联系，在使用中，同时也会出现很多问题以及故障，这里主要介绍微生物污堵、有机物污堵、金属氧化物污堵的主要控制方法。
　　1.金属氧化物污堵的控制
　　这里最常见的就是氧化铁的污染，在管道上，地下都含有铁物质，在预处理中还有很多絮凝剂等，含量都是不等的，含量从几个微克/升到数个或数十个毫克/升。铁含量较高(>0. 5ppm)时，可考虑采用曝气、绿砂过滤、调节pH值、絮凝、沉淀、在线混凝等等措施加以预处理，管道、水箱等钢铁部件采用衬胶、衬塑等防腐措施;铁含量较低(<0.2ppm)时，一般高效阻垢剂能够有效抑制铁的污堵;铁含量一般水平(<0. 5ppm)时，有些高效阻垢剂也能有效抑制铁的污堵。另外给水酸化也能溶解铁的氧化物，从而抑制铁的污堵。ro纯水系统一旦发生铁污堵，可采用酸洗或还原剂清洗，以恢复性能。
　　2.有机物污堵的控制
　　有机物污堵这种堵塞基本上可分为两类，因为在实际应用中，有时会需要加入人工合成的物质， PAM及ST1000等高分子助凝剂、不合格的环氧树脂衬胶、PVC部件焊接 时释放的有机物及其他不合格塑料部件释放的添加剂等等)导致的污堵;另一类是水中天然有机物形成的污堵。合成有机物的污堵主要控制这些危险有机物的加入/进入上海ro纯水设备，从而达到控制污堵的目的。天然有机物污堵多数情况下往往伴随着微生物的污堵，其控制措施也是预处理采用有效的生化处理和降解、活性炭吸附、絮凝澄清、碱洗等等。
　　3.微生物污堵的控制
　　微生物滋长是一般水处理中最经常发生的污染，十分普遍，滋生能力的大小随着是COD/BOD的高低以及水温而决定，越高滋生的越大，滋生能力越强。同样水温越高，微生物滋长越快。因此，根据edi系统工作原理来控制微生物的第一措施就是减少微生物赖以生存的营养源(COD/BOD)，具体措施包括预处理采用生化措施、活性炭吸附、加氧化剂分解有机物，定期低压大流量冲洗RO/NF水处理系统本体等等。第二措施就是直接采用氧化型或非氧化型的杀生剂或连续或间歇地杀灭细菌、病毒等等微生物，消毒部位包括预处理各个环节及RO/NF膜本体，需要注意的是膜本体不能采用氧化型杀生剂而只能使用非氧化型的消毒剂。如果长期对微生物出现的系统定期进行消毒，最常用的方法就是酸碱消毒，以清洗水中代谢产物为主要目标，使用RO膜是大家都乐于接受的措施。

zhongyouqiang1 发表于 2018-5-22 16:10
膜在实际生产中的运行参数，以及各参数之间的联系，在使用中，同时也会出现很多问题以及故障，这里主要介绍 ...

从污堵物的成分方面介绍了膜的污堵原因

感谢分享

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看着貌似没问题

个人觉得，除非大型反渗透系统，一般20T/H以内的只要注意预处理及加药基本上运行没啥问题。大型反渗透对管路，高压泵，加药系统，控制系统，水锤效应的要求很高。我们现场有套40000T/D的中水回用系统，反渗透都是一样的，但有的就是不用管，有的三天两头出问题。

感谢分享，学习了这么多知识！

使用高效静电水处理器可以提高RO产水率，降低运行费用，延长膜寿命。高效静电水处能器产生的的高压静电压场对菌藻有强大的灭杀作用，在静电作用下，钙镁离子与水的结合能力加强，利于随浓水带出来，膜面不结垢，无生物膜产生。

感谢分享

感谢分享，楼主辛苦

谢谢分享，学习学习！！！

学习了，感谢分享

ww66899 发表于 2018-8-17 11:10
使用高效静电水处理器可以提高RO产水率，降低运行费用，延长膜寿命。高效静电水处能器产生的的高压静电压场 ...

有详细资料吗？静电和水会不会带来安全隐患