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      膜系統運行性能下降原因分析

      發布時間:2022-06-22  瀏覽次數:1

      膜系統運轉一段時間后,有時處理能力明顯下降,達不到設計產能。產生這種現象的原因主要與膜系統工作環境、選型設計、安裝施工、運行管理和膜產品性能等有關。此外,與膜系統(MBR、UF或R0)本身也有一定關系。


      膜運行性能下降:
      1、工作環境
      進水水溫低于設計溫度(常見于季節性變化),會導致膜出水性能下降;水質中污染物種類、濃度和水體黏度的變化,也會導致膜的透水性能低于預期值。
      解決這些問題,需要在膜系統設計之初,考慮全年最低水溫和水質的波動幅度,在選膜面積時留出一定的安全余量。
      2、選型設計
      由于設計經驗不足,過多考慮成本導致選用的膜面積安全余量不足,對膜的產水通量估計過高等,都會使膜達不到設計產能。無論是MBR膜、UF膜還是R0膜,都必須保證足夠的膜面積。

       圖片1

      3、安裝施工
      膜系統制造安裝過程中,未及時清理雜物會導致雜質殘留過多,從而影響膜的產水性能。尤其是焊渣,尖銳或絲狀物等,嚴重時會導致膜絲、膜片破損。
      對于MBR膜,需將池內雜質清理干凈后再進水;對于UF及RO系統,先將前段管路系統沖洗干凈,運轉前置過濾器,然后再進水。
      4、運行管理
      正確加入藥劑,尤其是阻垢劑,對RO系統非常重要。此外,還要根據工況及時沖洗或采取藥洗,恢復膜性能。
      設計經驗不足導致回收率過高,或人為操作超過設計回收率,也會導致膜處理能力的下降。對UF系統可采用錯流過濾而非死端過濾;對RO膜要加大濃水排放,降低回收率,減少膜串聯的數量或加大回流量。
      膜使用壽命縮短或需頻繁清洗膜使用壽命周期短體現在兩個方面:
      一是膜本身永久性受損,不能再產出足量、足質的水,需能解決;二是膜受嚴重污染后暫時性受損,需要頻繁清洗才能恢復產水能力,實際使用時間和清洗周期較短,難以適應生產要求。
      該問題可從工藝設計上加以解決,如提高膜本身的質量,同時加強環境、制造施工和運行管理等。
      1、設計保護性設計不足,會導致膜產生不可恢復性受損。根據受損的種類不同,其解決方法也各異。
      例如:為避免膜絲、膜片被劃傷,可選用內襯增強型PVDF膜,并且加裝前置過濾器;為防止RO膜被氧化性物質氧化,加裝ORP儀表和還原劑自動投加裝置;為防止超壓性物理損傷,可加裝壓力保護設施;為防止膜絲、膜片受水錘沖擊破裂,需設計減緩水錘細節。
      2、膜產品UF/MBR膜如果采用常規均質膜絲,易斷絲,抗污染性和抗老化性差,反洗及拉伸強度低。
      推薦選用長壽命、高抗拉強度的內襯增強型PVDF膜。RO膜流通通道小、膜片抗污染性差,應盡量選用寬流道RO膜,根據水質有針對性地選取抗污染膜。
      3、制造、施工制造安裝過程中,膜系統混入雜物尤其是尖利異物,會劃傷膜絲、膜片。
      解決方法為:對于帶內襯MBR膜,需將池內雜質清理干凈后再進水;對于UF及RO系統,必須先將前段管路系統沖洗干凈后,運轉前置過濾器,然后再進水。
      4、運行管理未正確或及時加藥,尤其是RO系統的阻垢劑投加不及時,會導致膜嚴重堵塞。
      在設計正確的前提下,按操作規程正確運營維護。膜系統在高壓差下運轉,會導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,根據工況及時進行恢復性清洗,嚴防超壓差運轉。
      化學清洗時,強酸、強堿和強氧化性藥劑會使膜產生不可恢復性的化學損傷。因此,操作者需熟練掌握化學清洗工藝,避免強酸和強堿環境;而RO膜則嚴禁采用強氧化性藥劑清洗。
      5、環境水溫高于45℃,會使膜的使用壽命縮短。一般需將水溫控制在40℃以下,必要時采取降溫措施。
      對于RO系統,廢水中含有強氧化性物質或易沉淀物質,會導致膜使用周期縮短。設計系統時,從其安全性角度考慮,增加預處理安全余量,加裝保護性停機設計,可避免引發這類問題。

       圖片2

      膜系統運行成本高:
      1、選擇超低壓反滲透膜常規反滲透膜運行壓力為1.3~1.5 MPa,超低壓反滲透膜運行壓力為0.8MPa左右甚至更低(與水溫密切相關),可節約30%以上電耗。對于大型RO系統,基本可抵消膜70%以上的年折舊費用,節約更為顯著。
      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時的水錘沖擊,還可通過設定合理的運行壓力,降低閥門節流耗能,全年至少可季度性節能15%以上。
      3、合理計算阻垢劑投加量通過分析水質數據,優化藥劑投加量,通??晒澕s20%甚至更高的藥劑費用。
      4、適當增加膜的數量,降低運行壓力通過適當增大膜面積,可在一定程度上降低膜的運行壓力,降低電耗。
      5、MBR或UF產水與RO產水混用RO產水水質較優,通??梢耘c一定比例的帶內襯MBR膜或UF膜的產水混合,提高系統回收率,降低RO系統的運行規模,從而節約運行成本。

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