膜系統運轉一段時間後，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RO)本身也有一定關係。
造成這個問題的很重要的一點就是：膜產品性能。對於UF系統，膜本身的抗汙染性和親水性對通量影響較大，通量值低運轉一段時間後，MBR、UF的處理能力降低。對此可選用抗汙染性強、清洗恢復性好的內襯增強型PVDF膜，結合氣洗不斷絲，清洗效果非常好。而對於MBR系統，要選用具有永久親水性，並且不斷絲的帶內襯MBR膜，以保證產水水量跟水質。
其他重要影響因素如下：
1、工作環境
進水水溫低於設計溫度(常見於季節性變化)，會導致膜出水性能下降；水質中汙染物種類、濃度和水體黏度的變化，也會導致膜的透水性能低於預期值。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餘量。
2、選型設計
由於設計經驗不足，過多考慮成本導致選用的膜面積安全餘量不足，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RO膜，都必須保證足夠的膜面積。
壓力不足、流體分佈不均，導致水流或氣流偏流，也會影響整體膜性能，對於UF系統和RO系統更是如此。對於RO系統，膜面流速過低，會導致汙染物沉積，引起堵塞。解決的方法是改善泵、水路和氣路設計，使多組膜能均擔處理負荷，避免部分膜超負荷產水，而部分膜未發揮作用。若清洗維護功能設計不足，尤其是無產水自沖洗功能，可通過改善氣洗、水洗和藥洗設計，設置合適的沖洗頻率和水量等參數加以解決。進膜前無前置過濾保護設施，會導致膜系統堵塞。解決方法為：對於MBR系統，增設13 mm超細格柵；對於UF系統，增設100μm級粗濾器；對於RO系統，增設5μm級精密濾器。
3、安裝施工
膜系統製造安裝過程中，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。對於MBR膜，需將池內雜質清理乾淨後再進水；對於UF及RO系統，先將前段管路系統沖洗乾淨，運轉前置過濾器，然後再進水。
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採取藥洗，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系統可採用錯流過濾而非死端過濾；對RO膜要加大濃水排放，降低迴收率，減少膜串聯的數量或加大回流量。
除以上四點原因之外，一旦膜使用壽命縮短，也需頻繁清洗，而膜使用壽命週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；二是膜受嚴重汙染後暫時性受損，需要頻繁清洗才能恢復產水能力，實際使用時間和清洗週期較短，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、製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，並且加裝前置過濾器；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、膜片受水錘衝擊破裂，需設計減緩水錘細節。
設計經驗欠缺或過於節省材料成本，會造成實際選用膜面積嚴重不足；單位面積超負荷運轉、汙染嚴重，也需頻繁清洗。為此，膜面積需要根據穩定膜通量選型設計，對無經驗水質，需通過中試驗證設計數據。
對於RO系統，膜串聯數量過多，亦會導致後段膜汙染嚴重且難以清洗恢復。解決方法是合理設計RO 膜的串聯數量，當採用兩段式RO設計時，設計分段清洗。
此外，前處理能力偏小，導致膜進水水質超標，強行運轉，亦會縮短膜的使用壽命。對此，需改善前處理工藝，保證膜系統進水水質符合要求。
2、膜產品
UF/MBR膜如果採用常規均質膜絲，易斷絲，抗汙染性和抗老化性差，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、膜片抗汙染性差，應儘量選用寬流道RO膜，根據水質有針對性地選取抗汙染膜。
3、製造、施工
製造安裝過程中，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：對於帶內襯MBR膜，需將池內雜質清理乾淨後再進水；對於UF及RO系統，必須先將前段管路系統沖洗乾淨後，運轉前置過濾器，然後再進水。
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、強鹼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，避免強酸和強鹼環境；而RO膜則嚴禁採用強氧化性藥劑清洗。
5、環境
水溫高於45℃，會使膜的使用壽命縮短。一般需將水溫控制在40℃以下，必要時採取降溫措施。
對於RO系統，廢水中含有強氧化性物質或易沉澱物質，會導致膜使用週期縮短。設計系統時，從其安全性角度考慮，增加預處理安全餘量，加裝保護性停機設計，可避免引發這類問題。
至於膜系統運行成本高的原因呢，則主要有以下5點：
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。對於大型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衝擊，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，通常可節約20%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，通常可以與一定比例的帶內襯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。
分享到:
閱讀更多 張工培訓 的文章
