探讨活性炭过滤器与超滤组合运行中出现的问题

【摘要】活性炭过滤器与超滤组合运用在电厂水处理工艺中会使出水水质更好更稳定。但是活性炭会将水中杀菌剂吸附，必将会造成超滤与超滤水池杀菌死角，造成超滤压差增长较快以及反渗透入口污染指数（以下简称SDI）反复升高，给运行人员造成极大的不便。超滤运行过程中采用连续使用杀菌剂或冲击式使用杀菌剂两种杀菌模式均可有效控制超滤压差增长与反渗透入口SDI值升高。

【关键词】活性炭；超滤；压差；污染指数；微生物

随着材料化学的发展，膜材料已经是水深度处理的主要工艺。超滤是一种加压膜分离技术，也就是在压力作用下将大分子与小分子物质分离的技术，允许清水通过膜，而污染物则截留在膜面上，通过后续的气洗-水洗将污染物清除，但是超滤对小分子有机物无明显的去除效果[1]。活性炭过滤器则对有机物等有较好的去除效果。超滤与活性炭组合运用在水处理中已经有较好的处理效果[2]。结合两者的特点考虑，我厂采用活性炭过滤器与超滤组合运行。

1.水处理工艺与存在的问题

1.1水处理工艺

水处理工艺流程为：湍流絮凝斜管沉淀池→PCF过滤器→活性炭过滤器→超滤→反渗透→离子交换除盐，此工艺流程中湍流絮凝斜管沉淀池中使用ClO2杀菌和反渗透使用非氧化杀菌剂冲击式杀菌。超滤采用“制水-空气擦洗”

1.2存在的问题

a.运行过程中反复出现反渗透入口SDI突然变高

b.超滤运行过程中压差升高过快

2.原因分析与结果讨论

2.1反滲透入口SDI高

分析微孔滤膜上截留物主要为微生物，并且对超滤水池池底池壁进行检查发现：壁面上粘滑，明显为微生物附着现象。

超滤运行过程中，压差升速较快，但是当压力升高至0.136MPa时，采取维护性清洗后（加次氯酸钠）压差会恢复至之前的压差值。

2.2处理方式与效果

针对上述情况采取两种处理措施，即超滤运行过程中连续投加NaClO2和冲击时投加NaClO2，并且对上述两种处理措施的措施对比。连续投加浓度为0.2ppm，冲击式投加为0.3ppm每3个反洗周期并且反洗前半小时进行一次。运行水温25℃情况，图1为三种不同处理方式下超滤运行时间与压差的变化关系，图2是三种不同处理方式下运行时间与反渗透入口SDI的关系。

图1 不同处理方式下超滤运行时间与压差的变化关系

由图1可以看出：超滤运行过程中未使用杀菌剂时，超滤运行压差变化速度较快，上升斜率为0.0038，运行10个制水-反洗周期就必须进行化学加强洗，平均制水量145t/h；超滤运行过程中冲击式使用杀菌剂时，超滤运行压差上升斜率为0.0006，完全满足正常运行20个制水-反洗周期，平均制水量152t/h；超滤运行过程中冲击式使用杀菌剂时，超滤运行压差上升斜率为0.0018，运行过程中压差变化较小，设备运行可靠性高。

图2 不同处理方式下运行时间与反渗透入口SDI的关系

由图2可以看出：超滤运行过程中未使用杀菌剂时，反渗透入口SDI持续上涨，正常运行25天后由开始的1.26上涨至2.53，涨幅达200%；超滤运行过程中冲击式使用杀菌剂时，反渗透入口SDI基本维持稳定，正常运行25天后由开始的1.25上涨至1.32；超滤运行过程中冲击式使用杀菌剂时，反渗透入口SDI基本维持稳定，正常运行25天后由开始的1.27上涨至1.43。

通过对比图1与图2中的数据可以看出：连续使用杀菌剂和冲击式使用杀菌剂均能较好的抑制微生物滋生，虽然冲击式使用不如连续使用的抑制效果，但是均能够完全满足设备的稳定运行，若从经济运行层面上考虑，冲击式使用杀菌剂节省用量可达75%；再者，超滤连续使用NaClO2杀菌也将会造成反渗透入口ORP持续偏高，必定会造成还原剂用量的增加；最后，持续使用NaClO2杀菌剂是否会使微生物的抗药性增强也有待于研究。

2.3原因分析

结合图1与图2中数据可发现：在未使用杀菌剂的情况下超滤运行压差上涨较快，并且对后续工艺稳定运行影响较大（反渗透入口SDI增长比较明显），经过对超滤膜表面以及超滤水池壁面检查发现有大量微生物附着，进而采取措施，即在超滤运行过程中使用杀菌剂（两种使用方式），并且表现出较好的效果。

针对上述情况分析，可发现此工艺流程中超滤运行过程中未设置杀菌装置，并且超滤装置位于活性炭过滤器之后，活性炭过滤器会吸附水中所含有的杀菌剂（余氯），因此超滤装置是该系统运行过程中的杀菌死角，所以才会造成超滤膜面与超滤水池中滋生微生物。

3.结论

活性炭后设置超滤，活性炭过滤器会将水中余氯（杀菌剂）吸附，同时超滤在运行过程中未使用杀菌剂，会造成超滤运行过程中压差上升较快，并且超滤水池会滋生微生物。

持续性投加杀菌剂与冲击式投加杀菌剂均可有效的控制超滤压差增长的速率，由原来的0.0038分别降至0.0006与0.0018，反渗透入口SDI值从之前25天内增长近1倍变为基本维持原来的SDI不变。结合经济性等指标考虑还需要进一步探究。

活性炭过滤器与超滤组合的情况下，超滤运行过程中持续投加与冲击式投加杀菌剂均可抑制超滤膜面与超滤水池滋生微生物，可使设备运行更加稳定。

参考文献

[1] 张建辉，崔俊华，井天晓等.粉末活性炭- 超滤组合工艺处理沉后水的试验 研究[J].河 北 工 程 大 学 学 报 （自 然 科 学 版） ，2011，28（2）：51-55.

[2] 裴亮，董波，姚秉华等. 超滤与粉末活性炭组合工艺处理饮用水[J].工业用水与废水，2007，38（4）：24-27.

作者简介：朱孟奇（1987-），男，陕西渭南人，硕士研究生，研究方向：锅炉补给水处理与环境保护