1 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超滤膜系统长期稳定运行的关键，包括系统的投运、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。

1、膜分离技术简介

1.1 膜分离技术

所谓的膜分离技术，就是指由于分子水平的不同，分子粒径不尽相同的混合物在通过半透膜时，会发生分离的现象，半透膜常常又称为滤膜或者是分离膜，半透膜的膜壁上充满了小孔，由于半透膜上膜壁孔径的大小不同，可以将其分为：超滤膜、微滤膜、反渗透渗出膜、纳滤膜等，膜分离采用错流过滤方式。膜分离技术具在有常温下操纵、选择性好、节能、无化学变化、无相态变化、在生产过程中不产生污染等众多特点，因此膜分离技术被广泛应用于生物制药、发酵、植物提取、饮用水净化、废水处理、化工、除菌等多个领域。因为分离膜具有其特的机能和结构，所以其在水资源再生以及环境保护等方面都可以发挥很大作用，并且在环境工程中，尤其是中水回用、废水处理等方面有着非常大的作用，也可以说前景不可估量。

1.2 膜分离技术原理

膜分离技术完全不同与传统的过滤，膜分离是一种物理过程，膜可以在分子范围内进行分离，不需要添加任何分离剂。由于混合物不同的物理性质如体积、质量、几何形状等，可使用膜分离技术使混合物得以分离，并且由于其通过分离膜有不同的速度，也可以依据此将其分离。