对有关膜分离技术常见问题的解答(借花献佛！)

随着水处理膜装置的逐步开发应用，在其具体使用及维护过程中出现一些相关问题。

- 卡伦 戴克姆普利

USFilter（美净）旗下的MEMCOR®公司于1987年首次将连续微滤技术（CMF）应用于饮用水处理装置。此后多年来膜分离技术得到了很大发展，全球越来越多的市政及工业污水处理设施正依靠水处理膜装置解决水的纯化和污水的处理问题。随着水处理膜装置的逐步开发应用，在其具体使用及维护过程中出现一些相关问题。在以下文章中回答了有关膜分离技术相关的常见问题。

问题：为什么在饮用水处理中选择使用低压膜优于介质滤器。

回答：低压膜是当前公认的介质滤器替代品，充分符合美国环保局正在执行的第二阶段长期强化地表水处理法规规定（LT2ESWTR）。一方面，低压膜的安装成本与颗粒介质滤器的安装成本大体相当。另一方面，低压膜被证明比颗粒介质滤器更有利于提供对致病菌的隔离效果。因此，在饮用水处理设施的选择中我们建议使用优于介质滤器的低压膜。

问题：膜分离技术可以被应用于处理有特殊要求的水质吗？比如，含总有机碳(TOC)较高，需要絮凝和季节周期性使用粉状活性碳(PAC)添加剂以减少水的味觉和气味的水源水吗？

回答：第一代的膜分离技术主要是设计用于去除水中的浊度和病原体，因而不太能够处理含高浊度，或是加有絮凝剂的水。近年来，针对水资源的处理要求所开发出来许多新的滤膜材料和制作工艺，已经能够适用于处理含有高浊度，化学絮凝，甚至含有粉状活性碳的进水。今天，MEMCOR®的水处理工艺可以用来处理各种不同水质，包括原污水， 含高浓度有机碳的地表水和‘清洁’，但有可能含有病原菌的地下水。

问题：如果我已经对原水用氯做了预处理，添加了高锰酸盐，或者添加了其他氧化剂，还能使用膜分离技术吗？

回答：对MEMCOR®公司而言，在以上情况下依然可以使用我们的膜分离技术，因为我们的滤膜材料使用的是耐氧化剂聚合体，加上MEMCOR®专门的制作工艺保证MEMCOR®的滤膜可以在以上的条件下高效率地工作。

问题：膜纤维的填充密度与水质的联系是什么？

回答：因为MEMCOR®的膜装置工作象一个续批式处理器（好比一个快速砂滤器），反洗周期取决于膜装置在达到最终水头损失（最大跨膜压）之前能够容纳滞留固体污染物的能力。标准的MEMCOR®水处理膜组件含有20，000条纤维，十分适合较为洁净的水质的处理。对于水中固体浓度大约20 毫克/升或者更高的给水，MEMCOR®会提供中等填充密度（IPD）的模件，配给比标准膜件较少的纤维，同时有比标准膜件较多的膜间隙以提高其处理水中固体的能力。

一般以为使用较低填充密度的模件意味着减少滤膜表面积，因此处理容量可能比较低。然而，MEMCOR®经过大量针对水中高浓度固体处理的实验证实，虽然减少MEMCOR®纤维填充密度会减少滤膜表面积， 但是过滤量却因模件的纤维数量的减少而取得更大的提高。该实验结果表明对于含有高浓度固体悬浮物的给水以及对于经过化学处理的给水，应用MEMCOR®中等填充密度（IPD）模件比使用标准MEMCOR®模件会达到更高的过滤处理量。

问题：如何知道IPD模件对于本地的水源水是否适合？

回答：中试测试是确定纤维的填充密度最好的方法。当水中固体浓度接近或者超过100毫克/升，对给水采取净化预处理措施通常是一种比较经济的方法来减少膜处理阶段的压力，并且可以使工艺要求的滤膜表面积最优化。

问题：我们社区正考虑废水回用？如何使用膜分离技术？

回答：膜分离技术当前在污水回用中做着非常突出的贡献，主要是因为以下两方面。其一，滤膜系统可加装到二级污水处理程序之后而提供三级水处理标准出水，直接用于废水回用。 膜分离技术提供了比介质滤器和布滤器更高效和更可靠的处理标准。这对于生活中那些使用回用水的群体尤为重要。（例如，高尔夫草坪的灌溉，公园和学校的用水等等），在这些环境中，确保病菌的去除对公众的卫生安全是十分重要的。

第二，我们有充分的理由认为膜生物反应器技术（MBR）已经越来越成为污水回用中的主流技术。MBR的流程是在活性淤泥处理之后使用滤膜代替二级澄清器。中空纤维膜直接浸入活性淤泥混合液里，出水通过真空泵，在真空驱动下透过膜，从而达到出水和活性淤泥混合液的分离。MBR处理工艺基本上与连续微滤技术处理工艺相同，只是MBR装置被最设计为应用在活性淤泥混合液中运行。

因为MBR工艺能够产出更高水质的给水，其回用水的再使用范畴已扩展至以下领域：


高尔夫场景观用水和灌溉
公共及私人区域的灌溉，诸如公园，绿化带和学校
间接的可饮用水
地下含水层的贮藏和恢复
在滨海社区建立防止盐水侵入屏障
工业应用，诸如冷却塔和锅炉给水

问题：为什么我们认为MBR优于二级废水过滤？

回答：我们将通过几个实例说明MBR比二级废水过滤更加符合你的需求。首先，当污水处理厂可用于扩建的空间有限时，MBR技术会显现出极大的优势。现存的澄清器可经改造直接使用于膜工艺流程。因为膜过滤装置不受淤泥沉降性影响，使系统具有更高的灵活性去优化系统的生物处理能力。典型的MBR混合液体悬浮颗粒 (MLSS) 浓度是在10，000至15，000毫克/升之间，高MLSS 浓度意味着在同样的反应器容量内，系统具有更高的处理能里，因而可处理更大的流量和更高的有机负荷。

第二，当潜在的回用水使用者不在主污水处理厂附近，或者当安装分配系统用以将回用水传送至再使用地点非常困难和昂贵时，MBR技术能够提供特别的解决办法。通过在远距离的回用水使用者附近设置MBR设施，将可以避免以上问题。这类‘卫星’厂可以利用较大的下水道主干线选取污水处理厂或者截取现有部分的下水道，然后将处理后的给水直接传送至使用者手中并且将废弃的活性淤泥回送至下水道。

问题：应用MBR技术可以得到更高水质的给水吗？

回答：可以，通常经MBR 的出水水质比二级水处理附加膜过滤的出水水质高。因为膜过滤装置不受淤泥沉降性影响，因此活性污泥生物处理可以在非常高浓度的混合液体悬浮颗粒（MISS）浓度下工作。 这意味着更长的污泥滞留期，和更完全的生物氧化过程。MBR处理过的给水在外观和气味上完全优于常规的二级废水处理过的给水。新数据表明由于MBR工艺具有非常高的平均污泥滞留期，因此对于难处理的化合物诸如内分泌干扰素以及生物持久性药物具有较高的去除效果。

问题：MBR装置的操作和维护是否困难？

回答：不会的，MBR装置是一种全自动处理工艺，操作者仅需要输入少量关键参数，计算机会监控整个流程并提供数据信息来告诉操作者何时需要对装置做例行的维护。滤膜的清洗是保持MBR装置良好运行所需的主要步骤。在短期内我们建议每隔4到6个月对滤膜进行一次清洗（每次大约需要4到6小时）。这类工作要在膜槽内进行（不需要移动膜到指定的槽）并且是全自动运转，要做的仅仅是按一下按钮。使用可靠的远距离遥控装置，在一定的距离外我们能够容易地观察，诊断，和控制整个MBR工艺流程。

问题：我如何能知道该装置的运作正常？

回答：要保持高效的运行，膜装置的所有部件必须保持在给水和滤液间有一个物理屏障。一种全自动压力衰减测试(PDT) 可提供对滤膜完整性的在线检验，独立测试已证明该压力衰减测试(PDT)比浊度计和粒子计数器在探测装置缺陷时更加准确。PDT的工作原理是从清洁水侧对膜反加压，并在一定时间内保持该回压。如果测出的压力损失低，即该膜装置完整并且表示目前的隔离屏障是有效的，如果压力损失高，相应的诊断测试能够帮助我们定位并隔离出膜的缺口。


卡伦 戴克姆普利是USFilter公司市政水处理市场的主管。

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