超滤膜系统概况

该厂超滤膜系统采用浸没式PVDF帘式中空纤维膜，设计产水能力为50000m3／d，膜平均孔径为0．02～0．04μm。分为8个膜单元，每个膜单元4个膜组器，共计32个膜组器，总膜面积67200m2。

2 膜污染情况

生产运行稳定、出水水质稳定达标；但从2016年2月底开始，该厂超滤膜系统短时间内出现了较为严重的膜污染现象：1)膜系统的跨膜压差(TMP)短时间内迅速增加。维护性清洗周期(8d)内，*大跨膜压差由正常的-20～-30kPa迅速增加到40kPa(临界压差)以上；2)膜系统日常的维护性清洗后跨膜压差无法实现较为理想的恢复：使用浓度为500~800mg／L的次氯酸钠清洗，基本无效果，使用质量分数0．5％的柠檬酸清洗可以起到轻微效果；3)膜通量不断下降，严重影响了产水量。

3 膜污染成因分析

3．1 结垢物质检测分析

从膜池中起吊膜组器用肉眼观察，发现膜组器和膜丝表面出现了一层白色硬质污垢，感观与水垢相似，初步判断主要成分为无机物质。将白色结垢物质与稀盐酸进行化学反应，反应剧烈，生成大量气泡，基本完全分解。初步判断其主要成分是碳酸钙。

为进一步确认结垢物质成分，将膜组器上的白色结垢物质进行物质成分检测。检测结果显示，白色结垢物质主要有4种成分：钙、镁、碳酸根、，其中钙和碳酸根的成分*多，占总物质重量的98．7％，且两种物质的摩尔数基本相同，进一步说明了白色结垢物质的主要成分是碳酸钙。

同时对白色结垢物质进行了XRD图谱分析。结果表明，样品与碳酸钙的匹配度达到95％以上，与其他几种标准样品的匹配度接近于0，因此可以进一步认定该样品的主要是成分就是碳酸钙。

超滤装置工艺控制设计

正确的系统运行和操作是保证超滤膜系统长期高性能稳定运行的关键，包括系统的首次投运、正确的运行步序和日常开停机操作，膜组件污堵、污染和结垢以及水力冲击破坏等的预防。这些方面不仅要在设计时给予充分的考虑，而且要在调试和运行时密切关注。

本文以超滤系统在国内某工业废水处理应用为例，对超滤装置工艺控制设计进行介绍。

1 超滤系统构成

本工业废水处理超滤系统由自清洗过滤器、超滤装置、酸洗装置、碱洗装置、氯洗装置、超滤产水池等设备和设施构成。

2 系统工艺控制设计

2.1 自清洗过滤器

本系统设有2台自清洗过滤器，该过滤器由自带的控制元器件进行反洗控制。反洗方式有压差反洗、时间反洗或手动反洗，出厂设定好，只需提供220V电源。

2.2 超滤装置

本系统设有2套超滤装置，单套产水100m3/h，按2套并联运行。1套故障或长期停运时，另外1套可正常制水。反洗由PLC自动控制进行轮流反洗。工艺控制设计如下：

(1)自动控制设计：

1)正常运行

①开机正洗：开启正洗排放气动蝶阀、进水气动蝶阀→启动超滤进水泵，正洗38s；

②运行：开启产水气动蝶阀→关闭正洗进水气动蝶阀，制水27min结束；

③停止超滤进水泵；

④关闭进水气动蝶阀、产水气动蝶阀；

⑤进入反洗阶段。

2)常规反洗

2套超滤装置轮流反洗，1套反洗时，另外1套制水。任何一套反洗时，系统不停机。本常规反洗每套每日累计共36次(反洗+CEB总共45次)。

①排水：开启反洗排放气动蝶阀，排水2s；

②进气：关闭反洗排放气动蝶阀→开启正洗排放气动蝶阀→开启进气气动蝶阀，气洗20s；

③上反洗：关闭进气气动蝶阀→开启反洗进水气动蝶阀→启动反洗水泵，反洗30s；

④下反洗：开启反洗排放气动蝶阀→关闭正洗排放气动蝶阀，反洗30s；

⑤正洗：停止反洗进水泵→关闭反洗进水气动蝶阀、反洗排放气动蝶阀→开启正洗排放气动蝶阀、进水气动蝶阀，正洗38s，之后直接进入运行。