【武漢純水設備m.dszypx.com】采用超濾膜及反滲透膜工藝處理某化工集團產生的化工廢水并回用。結果表明，系統對污染物去除效果較好，電導率去除率可穩定在98%以上。系統產水水質、水量穩定，產水可回用于化工生產工藝，滿足化工工藝要求，實現了生產廢水"近零排放"的目標。

新疆某化工集團生產廢水主要來自該集團各生產單位外排廢水。由于產品和工藝不同，廢水水質波動較大，其處理采用收集不同類型廢水進行集中處理、排放地表水體的方式。隨著國家環保要求的進一步提高，傳統的廢水集中處理方式已不能滿足環保要求。為此，該集團采用超濾、反滲透工藝對集中處理后的化工廢水進行深度處理，并回用化工生產，以實現廢水“近零排放”的目標。下面通過實例介紹該項目的處理工藝、膜結垢與污堵的控制措施，以及系統運行情況，為行業內相關項目運行提供一定經驗。

1 廢水水質與水量

集中收集的總廢水經兩級石灰—絮凝沉淀法去除部分無機懸浮物、有機污染物及鈣鎂離子，產水一部分供廠區沖洗地面和衛生間，一部分供超濾、反滲透膜系統使用。

2 處理工藝

該工程系統進水具有高溶解固體含量(TDS)、高硬度、高pH、高有機物(COD)等特點，處理工藝主要考慮去除無機懸浮物、有機污染物及鈣鎂離子，使系統產水中的離子含量達到可接受范圍，產水回用于化工工藝過程不致對化工產品質量產生不利影響。

反滲透膜技術可以很好地達到去除離子的目的。根據原水水質，設計采用投加純堿降鈣+常規絮凝沉淀+多介質過濾(MMF)+超濾膜法(UF)+反滲透膜法(RO)工藝進行處理。

該工藝具有占地面積小、處理水量大、產水水質穩定、全自動PLC+上位機控制運行、操作簡單等特點。

3 工藝流程重點

采用超濾膜與反滲透膜技術處理廢水，關鍵是防止膜組件的污堵和結垢，同時保證膜的產水通量。采用以下措施控制膜的結垢與污堵風險。

1）酸的投加

由于原廢水呈堿性，pH較高，重金屬離子易在堿性環境中形成難溶沉淀物，并在膜表面形成結垢。為防止重金屬離子在膜表面沉淀結垢，調節原水pH至關重要。武漢工業純水處理設備在沉淀池產水至多介質過濾器的進水管上投加鹽酸，調節pH至7~7.5，能有效控制重金屬離子在反滲透膜表面的結垢。

2）氧化劑的投加

為防止懸浮物和微生物在超濾膜表面累積造成污堵，在超濾系統設置2個氧化劑(次氯酸鈉)投加點，一處在超濾進水管上，另一處在超濾反洗管路上。投加氧化劑可使超濾運行跨膜壓差(TMP)和產水通量穩定維持在設計水平。

3）絮凝劑、助凝劑和純堿的投加

在絮凝反應池中投加適量絮凝劑(PAC)、助凝劑(PAM)和足量純堿，經斜板沉淀池沉淀后可除去95%以上的Ca2+和部分重金屬離子，以降低后續反滲透膜表面形成難溶重金屬沉淀的可能性。

由于PAM是長鏈高分子化合物，與RO膜的高分子材質類同，過量PAM到達RO膜后會導致RO膜嚴重污堵，且無法通過化學清洗恢復膜通量。因此，只能適量投加助凝劑，PAC和PAM聯合投加量根據現場小試確定。

4）阻垢劑的投加

原廢水中的SO42-濃度很高，Ba2+、Sr2+等重金屬離子很容易與SO42-形成難溶鹽。此外，Ca2+和F-也易形成難溶鹽。這些難溶鹽是反滲透膜運行過程中結垢的主要因素。為有效防止反滲透膜結垢，在反滲透膜進水管中投加適量阻垢劑。

超濾穩定產水后，需對超濾產水進行全水質分析，采用DOW FilmtecTM ROSA9.1反滲透計算軟件計算超濾產水進入反滲透膜是否有結垢風險。經分析，超濾產水進反滲透膜存在BaSO4、SrSO4的結垢風險，軟件提示需投加阻垢劑以降低表面結垢風險。武漢純化水處理設備采用OSMOTREAT OSM35阻垢劑(納爾科工業服務有限公司)，該產品可有效降低BaSO4、SrSO4和CaF2等難溶鹽在反滲透膜表面的結垢風險。用OSMAS計算軟件計算OSM35阻垢劑的投加量。

5）多介質過濾器

為有效提高超濾膜進水水質，在超濾膜前設置多介質過濾器。多介質過濾器用粗石英砂、細石英砂和片狀無煤為過濾介質。廢水經多介質過濾器過濾后，產水濁度保持在1~2 NTU，減輕了后續超濾系統的運行負荷，有效降低了超濾膜的污堵風險。

6）超濾膜與反滲透膜注意事項

系統水源為經深度處理后的工業廢水，為防止污染物在膜表面形成累積污染，系統運行中應注意以下事項。

(1)超濾宜采用錯流方式運行，將超濾裝置錯流閥開至合適位置。

(2)超濾系統連續運行20~30 min應進行1次夾氣反洗。經過8次夾氣反洗后進行1次加強反洗，以恢復超濾膜的過濾通量。加強反洗采用加鹽酸和加堿的方式進行。

(3)反滲透系統連續運行2 h應停機，使用反滲透產水對反滲透膜進行1次10 min左右的沖洗，以降低反滲透濃水側難溶金屬鹽的濃度，減輕其在膜表面的結垢。

(4)嚴格控制反滲透系統的回收率，應在設計回收率范圍內運行。

(5)超濾膜跨膜壓差達到0.1 MPa以上及反滲透在正常給水壓力下產水量較正常值下降10%~15%時，需對超濾膜、反滲透膜進行化學清洗?；瘜W清洗液配方應根據系統膜污堵污染物的實際情況確定。

4 系統運行效果

系統經過1個月的連續運行，出水水質水量穩定，膜處理系統運行工況良好。將回用水與原生產工藝用水進行對比，回用水水質優于原生產工藝用水水質，能更好地滿足化工生產要求。

1）反滲透膜運行效果

隨著反滲透膜截留污染物和鹽分的不斷增加，運行壓差呈上升趨勢，膜通量和產水量也隨之下降。

反滲透膜過濾孔徑在納米級，能去除相對分子質量在數百以下的分子和離子，使廢水中大部分鹽分被去除掉。運行情況表明，反滲透系統對鹽分的去除率趨于穩定，在98%以上。產水電導率在230 μS/cm左右，離子含量較低。此外，反滲透產水中的氯離子、含鹽量等指標可達到化工生產工藝回用的需要。

2）超濾膜運行效果

連續運行1個月，超濾膜的跨膜壓差有所上升，但一直維持在可接受范圍內。隨著跨膜壓差的上升，超濾產水量呈下降趨勢。在反滲透進水管保安過濾器前測定進水淤塞指數(SDI)，SDI在2~3，符合反滲透膜進水條件。

3）系統運行問題

超濾膜和反滲透膜壓差達到一定程度后用鹽酸進行化學清洗，膜通量可以很好地恢復到設計通量范圍內。

系統運行過程中發現5 μm保安過濾器壓差上升較快，對整個系統連續運行造成一定影響。將保安過濾器濾芯拆下后，發現為鈣鹽等金屬鹽沉淀造成，經鹽酸浸泡后可以恢復正常壓差。整個系統含鹽量較高是保安過濾器濾芯污染的主要原因。

由于系統采用多介質和超濾作為反滲透處理系統的預處理工藝，過濾精度已經較高，反滲透進水管上SDI保持在1.5~3。武漢反滲透水處理設備為解決保安過濾器運行壓差上升較快的問題，可考慮使用過濾孔徑較大的保安過濾器濾芯。

結論

(1)為保證系統長時間連續運行，可考慮使用過濾孔徑為10 μm的保安過濾器濾芯。

(2)采用雙膜法處理化工廢水，系統對有機污染物、硬度的去除效果較好，TDS去除率可穩定在97%以上，反滲透產水回用于化工生產工藝，反滲透濃水用于沖灰。整個系統運行可實現集團廢水的“近零排放”，經濟和環境效益顯著。

(3)隨著系統的連續運行，超濾膜和反滲透膜均有一定程度的污染，壓差有所上升，產水量有所下降。經過化學清洗后膜通量可以恢復到設計值。