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某污水處理廠污水回用系統(tǒng)反滲透設備單元原使用的膜用阻垢劑為進口膜用阻垢劑FLOCON135(有機磷酸鹽類，美國大湖公司)。在使用過程中出現以下問題：(1)其清洗周期在15 d左右，較一般污水系統(tǒng)清洗周期(30 d左右)要短，并且在清洗周期內運行產水量衰減明顯;(2)在FLOCON135推薦的加藥量范圍內，其加藥量越大，反滲透膜系統(tǒng)衰減越快;(3)運行過程中，反滲透系統(tǒng)的一、二段運行壓差增加較快;(4)由于化學清洗頻繁，反滲透系統(tǒng)的脫鹽率下降明顯。
針對上述問題，筆者將自主國產品牌膜用阻垢劑應用于該反滲透系統(tǒng)中，并對自主品牌膜用阻垢劑與進口產品的綜合性能(靜態(tài)阻垢性能、藥劑兼容性、穩(wěn)定動態(tài)運行)進行比較，試驗結果表明該膜用阻垢劑更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
1試驗部分
1.1試驗用水
試驗用水取白天津市開發(fā)區(qū)某污水處理廠上游原水，其水質為：Ca2+ 147.64 mg/L，Mg2+ 69.19 mg/L，硬度6.53 mmol/L，Cl- 874.11 mg/L，pH =6.94，堿度3.48 mmol/L，電導率2 640 yS/cm，濁度1.18 mg/L，鐵1.44 mg/L，總磷2.31 mg/L，COD 50 mg/L。
1.2靜態(tài)阻垢試驗
針對水質情況，選擇了適合的膜用阻垢劑TS-150(有機磷酸類)、TS-191(有機無磷類)、TS-52738(有機高分子類)及FLOCON135進行循環(huán)水靜態(tài)阻垢試驗。將現場原水加藥濃縮4倍(反滲透設備回收率一般為630/0～750/0)，在60℃下水浴保溫12 h，加藥量為12 mg/L(模擬實際系統(tǒng)加藥量3 mg/L)。
根據水中Ca2+濃度的變化，計算其絕對阻垢率和相對阻垢率。計算式見式(1)、式(2)，相關結果如表1所示。
由表1可以看出，與系統(tǒng)原先使用的FLO-CON135相比,TS-150、TS-191、TS-52738的阻垢性能與之接近，甚至更好，其中以TS-150的靜態(tài)阻垢性能最好。
1.3靜態(tài)兼容性試驗
模擬現場加藥工藝，在原水中加入5 mg/L的聚合氯化鋁和1 mg/L的亞硫酸氫鈉，過濾，向濾液中加入3 mg/L的膜用阻垢劑，分別在原水和濃縮4倍條件下考察其兼容性能，結果見表2。
由表2看出，進口膜用阻垢劑FLOCON135對現場污水的兼容性較差，會對反滲透系統(tǒng)的進水端、濃水端產生影響.該結果與現場運行情況相符合。
國產膜用阻垢劑TS-150具有較好的兼容性能.可進一步進行現場調試試用。
2現場應用
2.1 現場工藝情況
該污水處理廠的污水回用處理工藝流程如圖1所示。
在一級反滲透系統(tǒng)中，采用兩套生產規(guī)模相同的反滲透設備(ROA、ROB)進行對比試驗，ROA使用原有阻垢劑FLOCON135.ROB使用國產阻垢劑TS-150。設備加藥量均為3 mg/L。
試驗為期1個月，對兩套反滲透設備的產水量、脫鹽率、進水壓力、壓差等進行了對比，考察兩種膜用阻垢劑的實際使用性能。
2.2產水量變化
由于兩套設備使用同一原水，水源溫度、水質變化等外在干擾因素可相互抵消，因此產水量可以作為評價阻垢劑的重要因素之一。試驗期間兩套反滲透設備的產水量變化如圖2所示。從圖2可以看出.在30 d的運行過程中.ROA產水量由155 tfh衰至112.4 t/h.衰減量為42.6 tth;ROB產水量由160 t/h衰減為130.2 tfh，衰減量為29.8 Uh，說明TS-150在穩(wěn)定產水量方面比FLOCON135有較大的優(yōu)勢。而維持較高的產水量意味著噸水生產成本(用電費用等)和維護清洗頻率較低，清洗成本更低。
2.3脫鹽率變化
對ROA和ROB系統(tǒng)的脫鹽率進行考察，見表3。
反滲透系統(tǒng)的脫鹽率是評價反滲透系統(tǒng)產水水質的重要指標之一。由表3可見，ROA、ROB都保持了較穩(wěn)定的脫鹽率，ROB的脫鹽率還得到一定的提升。說明膜用阻垢劑TS-150和FLOCON135在穩(wěn)定反滲透膜脫鹽率方面有相當性能，且TS-150對反滲透系統(tǒng)的脫鹽率有一定改善作用。
2.4進水壓力變化
考察了ROA、ROB的一、二段進水壓力變化情況，如圖3、圖4所示。
在相同的進水條件下，一段進水壓力的變化可反映反滲透膜對膜用阻垢劑的吸附效應與污染情況。從圖3可以看出，ROA的一段進水壓力增加了0.32 MPa;ROB的一段進水壓力只增加了0.12 MPa。由此可見，反滲透系統(tǒng)對TS-150的吸附比FLOCON135要少.更利于反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而圖4表明.ROB的二段進水壓力較穩(wěn)定.ROA運行20 d后上升趨勢明顯，出現吸附污染現象。
在運行過程中,ROB進水壓力受到的干擾較小.說明膜用阻垢劑TS-150對反滲透系統(tǒng)的影響較FLOCON135小。TS-150的清洗成本更低。
2.5壓差分析
ROA和ROB的壓差分析如圖5、圖6所示。
由圖5、圖6可見，ROA的一、二段壓差明顯高于ROB單元，說明TS-150比FLOCON135有更好的阻垢性能。
3結論
(1)靜態(tài)阻垢試驗結果表明TS-150的阻垢能力較優(yōu)。
(2)靜態(tài)兼容性試驗結果表明TS-150對污水有較強的兼容匹配能力.不會造成反滲透膜元件的二次污染。
(3)現場實際應用表明TS-150不會對膜元件產生吸附污染。
(4)使用TS-150的反滲透膜設備保持了較穩(wěn)定的產水量、較低的段間壓差，因此具備更低的噸水生產成本以及清洗成本。
