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膜元件性能因素 | 下降的原因

作者:易水环保网 发表时间:2022-05-18 13:54:16 来源:水处理新视野

  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。

  其他重要影响因素:

  1

  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。

  2

  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。

  3

  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。

  4

  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。

  

  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。例如: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。

  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

  1、选择超低压反渗透膜

  常规反渗透膜运行压力为1.3~1.5 MPa,超低压反渗透膜运行压力为0.8MPa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。


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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。
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