预处理在水处理系统中的重要性——以某煤化除盐水的项目为例

一、引言

随着社会经济的快速发展 ， 水环境污染问题越来越严峻 。 生产过程中产生的“工业三废”以及生活污水和垃圾都能通过不同方式对环境水体造成污染 ， 导致水安全问题越来越突出、水资源越来越紧张 。 近几十年来 ，随着膜分离技术的日趋成熟和处理成本的不断降低 ， 膜分离技术开始广泛应用于水处理领域 。

在系统运行中 ， 由于各种原因导致的膜污染、结垢及降解 ， 是一个十分严重的问题 ，造成了膜系统去除率和膜通量的大幅度下降（污染严重时能使膜通量下降 80% 以上） ，同时增加了系统操作压力 ， 水耗增加 ， 制水电耗提高 ， 严重影响着膜的使用寿命 ， 增加了系统运行的成本 。

所以在水处理过程中 ， 尤其应注意原水预处理 ， 一个好的预处理 ， 是系统稳定运行的保证 。

二、什么是预处理

预处理是指在水源水进入常规工艺之前采用适当的物理、化学和生物的处理方法，对水中的污染物，像藻类、漂浮物、胶体物、有机物、微生物、挥发性物质杂质进行初级去除或降到一定程度。用来去除常规工艺难以去除的污染物，或者改变这些污染物的性质，使它们能够通过后续工艺得以有效去除 。

对于每一套膜装置，我们都希望它最大限度地发挥作用：最高的脱盐率 ， 最大的透水量和尽可能长的寿命；要达到上述三点，供水水质是至关重要的，因此进入膜装置的原水必须经过良好的预处理。合理的预处理对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足进水水质要求的原水，就可以确保产水流量维持稳定；脱盐率可以较长时间维持在一个稳定值；系统回收率可以不变；运行费用达到最低；膜元件使用寿命延长等 。但大多数膜分离系统运行失败 ， 都是由于预处理系统的不完善造成的 。

三、项目问题及解决方案来

1.脱盐水站工艺流程（见图 1）

2.系统运行一段时间后出现的主要问题

（1）. 布袋过滤器布袋清洗频繁；

（2）反渗透系统产水量低 ， 产水水质差（电导率高） ， 化学清洗频繁

3.通过现场的调研 ， 发现具体问题如下：

（1）. 整套系统无杀菌剂的添加

（2）. 反渗透系统进水（即超滤产水）SDI值一直保持＞ 5 状态 ， 且经常出现无法测试出具体数值的情况；

（3）. 超滤系统仅有正洗，反洗，无化学加强洗，未添加杀菌剂 ， 目前冲洗时间不固定，根据后面水箱（存放冲洗水）水位 ，手动控制进行清洗；

（4）. 双介质过滤器产水 COD 值高于进水COD 值；

（5）. 絮凝池污泥堆积无法外排 ， 且停加絮凝剂 2 个月；

4.问题分析：

（1）. 絮凝沉淀池污泥堆积无法外排会导致沉积的污泥进去后序工序 ， 主要表现有布袋过滤器清洗频繁 ， 虽然暂停添加絮凝剂 ，不产生新的污泥 ， 但仅仅起到稍微缓解的作用 ， 浊度较高的水也会造成不带过滤器的快速污堵；

（2）. 双介质过滤器产水 COD 值高于进水COD值 ， 说明其内部存在微生物污染的可能 ，而且有进入后序工序 ， 造成后序工序污染的可能性；

（3）. 前序工序的问题 ， 也会造成超滤系统的污染 ， 由于反洗的不固定 ， 没有加强化学清洗 ， 没有杀菌 ， 导致超滤系统产水的水质差 ， 表现为产水 SDI 值＞ 5 ， 说明超滤还可能存在断丝现象；

以上种种问题导致了反渗透系统的产水水质差、产水量低和清洗频繁；根据最好的清洗效果（先碱洗后酸洗） ， 并结合预处理的问题 ， 反渗透系统应该存在有生物污染、无机胶体污染（污泥）和结垢现象 。

5.解决方案

（1）. 对于混凝沉淀池 ， 需要增加自动排泥系统及污泥处理系统（污泥浓缩池、压滤机、加药系统等 ， 上清液回混凝沉淀池 ， 污泥外排）；

（2）. 清理原水池污泥 ， 并对原水池做好防腐处理；

（3）. 对整套水处理设备进行一次杀菌；

（4）. 确认超滤的断丝情况 ， 根据断丝情况来决定是补是换；重新启用超滤化学加强洗功能；反洗泵添加变频器 ， 减小因反洗对膜丝造成损伤的可能性；产水增加浊度计 ，并与反渗透系统联动；

（5）. 及时更换保安过滤器滤芯；对水质进行分析 ， 根据水质情况选择合适的阻垢剂 ，通过计算确定合适的加药量 ， 如果阻垢剂无法实现 ， 根据情况添加其他除硬手段（如软化等）；

（6）. 对于系统内在运行的膜 ， 进行分类处理（情况好的和污染严重的） ， 污染严重的膜进行离线化学清洗 ， 根据清洗后的情况决定是否更换 。

6.结果

整个系统可以持续稳定的运行 。

四、结论

综上所述 ， 预处理在水处理系统中极为重要 ， 具体来说 ， 预处理是为了做到：

1.防止膜表面上污染。即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道；

2. 防止膜表面上结垢 。 反渗透装置运行中 ， 由于水的浓缩 ， 有一些难溶盐会沉积在膜表面上 ， 因此要防止这些难溶盐的沉淀；

3. 使膜免受机械损伤 ， 防止一些颗粒物进入膜元件内 ， 以确保膜有良好的性能和足够的使用时间；

4. 避免膜元件发生化学降解，如受氯等强氧化剂或者强酸强碱的破坏。尽管人们为了降低系统内膜污染做了种种努力，但实践证明，膜污染只能减轻，不可避免。因此做好预处理是保证系统正常运行、延长系统寿命、降低运行成本的必要手段 。人们大多知道膜对于系统的重要性 ，却往往因为忽略或者不懂得预处理的重要性而导致膜系统运行的不畅；但一套系统是一个整体 ，不是单单哪一部分来完成对污水的处理 ，所以不仅仅预处理重要 ， 后序的工序（比如膜系统）也是必不可少的 。