１．４进入纳滤膜元件的水质特点分析 我们选取了２００７年９月至２００７年１１月的数 据，对纳滤膜系统进水水质变化范围进行统计，来分 析进入纳滤膜元件的水质特点．纳滤系统进水水质 范围如表２． 表２纳滤系统进水水质变化范围
（２００７年９月一１１月）
高数量的微生物；（２）系统的停用、保护、冲洗等没有 严格按照技术手册要求进行；（３）没有对进水进行杀 菌或者杀菌剂投加量过小；（４）进水水质含有容易滋 生微生物的营养物质从而导致微生物的大量滋生； （５）没有对管路进行定期的杀菌和消毒．受到微生物 污染的膜表面会十分滑腻并常有难闻的气味，对生 物膜样品进行焚烧的气味同焚烧头发一样． 克石化的纳滤膜系统预处理以“臭氧一生物活 性碳”为核心工艺，二级多介质过滤器对细小的微生 物基本上没有去除作用，纳滤膜的保安过滤器精度 虽然为５ ｐｍ和１弘ｍ，但是对于更小粒径的细菌却 也是无能为力，因此纳滤膜会受到微生物的污染． ２００８年２月份，系统受到一次较严重的微生物污 染，主要是因为进水的氨氮指标严重超浓度，导致管 路中和膜元件内大量微生物滋生，对膜系统进行化 学清洗后，由于没有对管路进行杀菌消毒，系统启运 时，在管路中存留的大部分微生物颗粒随水流全部 进入膜端，导致系统产水率严重下降，膜段间压降急 剧上升．系统最终通过离线清洗得以消除污染．
纳滤系统的长周期运行管理经验 总结
膜系统的运行与管理对于膜的寿命影响很大，
运行条件控制不当，膜组件会在几个月内被损坏，给 企业造成较大经济损失．一般膜的使用寿命手册给
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膜科学与技术
２０１０焦
出的保证期为３年，如果管理得当，膜的使用寿命能 够达到５年以上，因此，加强膜系统的运行管理至关
重要． ３．１保持预处理效果的稳定
变化大，系统工艺流程长，设备多，这些特点都决定 了纳滤膜系统运行过程中污染问题的复杂性．因此， 对纳滤膜系统在运行中出现的污染问题进行分析和 采取有效的应对方法，是实现纳滤膜系统的长周期 平稳运行，延长纳滤膜的使用寿命，降低运行成本的
关键． １
系统工艺流程及介绍
克拉玛依石化公司的污水深度处理装置，采用
从表２可见，由于给水中的Ｃ０１％．的含量平均达
到了７３．５ ｒｎｇ／Ｌ，最高时甚至达到了１４８．２ ｍｇ／Ｌ，油
２．２有机物及矿物油污染 由有机物造成的膜系统故障占全部系统故障的 ６０％～８０％．进水中的有机物吸附在膜元件表面，会 造成通量的损失，尤其是在第一段，在很多情况下， 在膜表面形成的吸附层对水中的溶解盐就象另一层 分离阻挡层，堵塞膜面通道，导致脱盐率上升，大分 子量并且带有疏水性基团的有机物常常会造成这种 效应，例如微量的油滴、大分子量难降解的有机物 等，会导致膜系统受到有机物污染． 由于石化废水成份复杂，水中有机物浓度较高，
收稿日期：２０１０—０８—１８
作者简介：杜海波（１９６７一），男，高级工程师，从事环保管理和污染治理＜ｄｈｂ－１９８８＠１６３．ｃｏｒｎ＞
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膜科学与技术
１．３纳滤膜型号及系统参数 克拉玛依石化公司的污水深度处理装置拥有两 套产水量皆为６０ ｍ３／ｈ的纳滤膜脱盐系统，其中一 期采用了９６支ＥＳＮＡｌ系统膜元件，二期采用了９６ 支ＥＳＮＡｌ一ＬＦ系统膜元件． 系统系统参数如表１所示． 表１污水深度处理装置纳滤膜系统参数
含量的平均值也在２．３９ ｍｇ／Ｌ，电导率最高值达到
２ ８６０
ｐＳ／ｃｍ，平均值都在２
２９８
ｐＳ／ｃｍ以上．从进
水数据可以看出，进入纳滤膜系统的水质还是比较 恶劣，纳滤膜元件必然面临着严重的污染． ２
纳滤膜在运行中遇到的污染分析
克石化污水深度处理装置的纳滤膜系统在实际
运行中，系统受到的污染往往是一个综合污染，只是
各污染物对系统污染轻重程度不同而已．准确的判 断系统受了哪种污染，对于采取有针对性的污染清 除的方法，恢复膜的性能，改进预处理效果，具有重 要的意义． ２．１微生物污染 微生物包括细菌、藻类、真菌和病毒等．细菌的颗 粒极小，一般为１～３ ｔａｎ，病毒则更小，约为０．２～ ０．０１弘ｌｌＬ微生物污染对纳滤膜系统至少造成两方 面的不良后果：第一，微生物的大量繁殖和代谢，产 生大量的的胶体物质，致使膜被堵塞造成膜通量急 剧下降；第二，将造成产水中的细菌总数的增加．纳 滤膜的微生物污染对整个装置的长周期运行极为不 利，因此要对纳滤膜的微生物污染高度重视． 造成生物污染的原因一般有：（１）进水中含有较
制在４～１２ ｍｇ／Ｌ．
ｍｇ／Ｌ的指标值，因此有机物和矿物油污染是经常 遇到的污染现象之一．２００８年４月，公司将一支纳 滤膜交由海德能公司解剖分析，发现有机物及微量 油污染是导致膜系统性能下降的主要原因之一．
２．３絮凝剂的引起的污染
在系统的预处理过程中，在浅层浮选处理单元， 通过加入一定的高纯聚合铝絮凝剂，使水中的胶体、 大颗粒杂质沉淀以及油类物质得以去除．絮凝剂的 使用主要分为无机类和有机类，无机类一般为聚铁、 聚铝，由于无机类絮凝剂价格便宜而使用较多，为了 避免对膜系统的铁离子污染，一般的膜系统中都选 用高纯聚铝作为絮凝剂；有机絮凝剂一般为聚丙烯 酰胺、聚丙盐类的较多． 在某些膜系统的预处理单元中，无机类和有机 类絮凝剂一起配合使用效果较好，但在实际使用中，
胶体是具有１纳米（ｎｍ）到１微米（＿ｕｍ）粒径，
像粘土一样很难自然降解的微粒子，在水中通常带
负电．污水中的有机胶质类物质、过剩的絮凝剂投加 量、污水中的金属离子水解形成的氢氧化物胶体，是 导致胶体污染的常见原因．废水中的常见胶体污染 物有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅胶体等． 本系统的胶体污染一般是由于加药量过大、管 路的腐蚀以及大分子量的有机物进行膜系统所导
１．１工艺流程图
了以“混凝气浮一生物活性碳一纳滤工艺”为核心的 炼油污水深度处理组合工艺．工艺流程如图１．
图１克拉玛依石化公司污水深度处理装置工艺流程框图
１．２工艺流程说明
机物等，在该单元中，主要是利用臭氧的强氧化性对 高分子量有机污染物的断链和开环作用，可明显改 善废水的可生化性．臭氧接触氧化后出水，经泵提 升后进入生物活性碳塔，通过生物活性碳表面培
养的微生物对污水中的污染物的降解，达到去除
污水处理场合格出水通过泵提升进均质池调节 水质水量，再由泵提升进入浅层溶气浮选单元，通过 浮选去除污水中的悬浮物、油、ＣＯＤ等污染物．高效 浅层气浮机的出水自流进人集水池，再经泵提升后 送入一级多介质过滤器，可进一步去除气浮工序出 水中未分离完全的混凝胶体微粒及污水中的部分有
致的． ３
絮凝剂采用的为高纯聚合铝和阴离子型聚丙烯酰 胺，在系统的调试过程中，发现ＳＤＩ值一直无法达 Ｎｄ，于５的进水要求，且一级多介质过滤器堵塞严 重，经过分析，认为阴离子型聚丙烯酰胺的使用影响 了系统的预处理效果，后停用阴离子型聚丙烯酰胺， 解决了ＳＤＩ不达标和一级多介质的堵塞问题．２００６ 年由于原料水的水质恶劣，车间通过提高加药量的 方法来保证预处理效果，高纯聚合铝的投加量由１５ ｍｇ／Ｌ左右提高到８０ ｍｇ／Ｌ，但是在实际运行中发
率推荐为一天一次为好．也可根据水质的具体情况， 自行控制冲洗频度． 依据本系统的水质特点，为了尽量减少水中污
染物对膜表面的污染，每Ｅｔ对系统有两次物理冲洗，
石化废水水质的复杂多变性决定了预处理是保 证系统稳定运行的关键，要减轻后续处理的负担，保 证系统的进水水质，就必须在预处理阶段去除原水 中的大部分污染物．良好的预处理效果，能够有效减 少纳滤系统受到各类污染的机率． 根据本系统的工艺流程特点，定期对一级多介 质过滤系统、二级多介质过滤器、生物活性碳塔进行 反冲洗，尤其要保证冲洗效果，如果冲洗不彻底反而 会加重对整个系统的污染；定期更换保安过滤器滤
机污染物；经一级多介质过滤器生化、过滤后的出水 进入臭氧接触氧化处理单元，利物的目的．生 物活性碳塔的出水进入二级多介质过滤器．二级 多介质过滤器出水可直接进入纳滤脱盐系统进 行脱盐，经过纳滤脱盐后的产品水代替新水补充
到循环水系统中．
氧化特性，可以有效的进行水质的脱色、氧化分解有
２０１０年１０月
第四届中国膜科学与技术报告会论文集
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纳滤膜污染原因分析及运行管理
杜海波１，冉祥军２
（１．克拉玛依石化公司质量安全环保处；２．克拉玛依石化公司工业水车间；克拉玛依８３４００３） 摘要：纳滤膜的污染因其与处Ｘ－Ｙ－－艺、预处理效果以及所处理水质的不同，会产生各种各样 的污染．结合克拉玛依石化公司在用的纳滤膜系统，对纳滤膜的常见污染问题进行了阐述，并 从系统预处理、运行参数控制、化学清洗等方面，总结了该系统的运行与管理经验．
２．５胶体污染
决定使用絮凝剂的各类和浓度．在实际的运行中，并 不是所有的絮凝剂都会被絮凝成粒，无论是哪一类 的絮凝剂，都会在水中有一定的残留，进入后续处理 单元后，正常情况下，残留的絮凝剂会随着浓水排 掉，但是如果絮凝剂投加浓度过高，膜系统进水中的 残留量过多，会在纳滤膜的表面进行二次絮凝沉淀，
引起膜污染，并且因为絮凝剂投加量过高而引起的 污染在清洗中一般难以去除，甚至可以会导致在短 时间内就需要更换膜． 克石化公司的污水回用装置２００４年投运之初，
芯和检查保安过滤器，防止过滤器内出现短流现象
冲洗采用对污染物溶解能力更好的纳滤产水，每次 冲洗时间历时１０～１５ ｍｉｎ，尽量避免采用使用原水
进行冲洗．
３．４规范系统启停操作及停运保护措施
系统启动和停止时，流量和压力会有波动．过
大、过快的流量和压力波动可能会导致系统发生极 限压降现象，形成水锤作用，从而导致膜元件破裂， 故在进行启停止操作时需缓慢增加或者降低压力及
要根据系统工艺的不同，水质的不同，通过实际筛选
有时也会出现投加的不同药剂发生相互作用导 致难溶物质析出，进而污染膜元件的事情．例如当聚 合有机阻垢剂与多价阳离子如铝或残留的聚合阳离 子絮凝剂相遇时，将会形成胶关沉淀，严重污染前端 的膜元件，这类污堵很难清洗．因此在投加多种药剂 时，应该注意这些药剂的成分，根据水质数据、反渗 透设计方法和所选择的膜型号，通过试验确认它们 的兼容性，并获得恰当的阻垢剂类型及投加剂量． 克石化公司由于地处新疆西北部，夏季的蒸发 量大，污水中电导率在夏季往往达到了２ ５００弘Ｓ／ ｃｍ以上，因此垢类污染也是本系统的主要污染原因 之一．