膜分离技术是近30多年来发展非常迅猛的一种技术，与常规方法相比具有能耗低、单级分离效率高、装置简单、没有相变等优点。超滤（UF）是一个单纯的物理分离过程，超滤膜的孔径介于纳米与微米之间，采用超滤设备代替传统的砂滤、活性炭、微滤，作为反渗透法的预处理，能够连续稳定地提供低浊度、低SDI值的产水，使系统运行更加稳定，提高了反渗透膜设备的性能，延长了清洗周期。

1、超滤系统概述

      上海焦化有限公司2003年的4万吨苯酐／年技措项目中与其配套了25 m3/h 全膜法二级除盐水系统，将超滤作为反渗透的预处理应用于锅炉补给水的制备中，具体工艺流程为：进水经100m多介质过滤器、超滤后经二级反渗透处理，EDI处理，然后供锅炉使用。超滤预处理系统如图1所示。

      本超滤预设备采用海得能HYDRAcap60超滤膜元件，共9支，膜内径为0.7mm，外径为1.2 mm，膜孔径0.01~0.02m，外压式中空纤维膜，系统产水量40T/h，回收率〉90%，运行压力<0.3MPa。

      UF设备运行自动化程度高，采用运行—反洗—运行交替方式，膜过滤周期为40min，反冲洗时间为90s，反冲洗水取自于超滤部分产水。在运行平稳的情况下坚持每个月进行一次化学清洗。

2、运行情况

       苯酐二级除盐水装置于2004年3月安装调试完成，并于当年6月开始投入正式生产，期间设备整体运行较为稳定。

       从04年12月初开始，原水多介质过滤器和超滤系统发生严重堵塞，原水多介质过滤器几乎每周需要更换滤芯（以前一月一次），超滤流量下降25%，运行压力不断上升。首先，调整工艺运行参数，缩短产水时间，延长其反冲洗和正冲洗的时间，继而又对机组采取了大水量的连续反冲洗、正冲洗操作，发现效果只能维持很短的一段时间，机组的产水量和TMP又重新恶化。其次，拆下其中一支反冲洗后的超滤膜，发现膜入口处有棕黄色粘滑性胶状物，同时对原水水质进行分析，发现原水水质发生较大变化，尤其是COD指标变化较大。根据上述依据，初步判断超滤设备主要受到了水中有机物和微生物的污染。

      该公司于12月中旬，在原水100m多介质过滤器前增加FeCl3絮凝剂加药系统，2台无阀滤池设备，以去除水中易造成膜污染的胶体物质。同时，投入人力在数天中连续进行化学清洗，超滤系统运行压力基本稳定，并在京华最高产量需求下维持了一个月。

      2005年1月下旬开始，超滤系统运行压力又不稳定，又对超滤膜进行连续数次清洗，但每次清洗后的正常运行只能维持一周左右。频繁的膜清洗，影响苯酐生产，被迫降负荷生产。

      为了彻底解决问题，2005年3月份，该公司在不影响生产用水，保证原水处理装置运行，并且在经济、有效的前提下对超滤预处理系统进行改造，如图2所示。具体分以下步骤：

    （1）调整加药系统，在无阀滤池前加入杀菌剂NaClO和聚合铝，通过管道混合器混合后再过滤，可提高加药效果。

    （2）在100m过滤器前增加2台活性炭过滤器（1用1备）、1台反洗泵及1只电动阀，炭过滤器用于吸附原水中的绝大部分有机物、胶体等，可大幅减轻原水多介质过滤器和超滤设备的负担。

    （3）增加现场SDI测试仪，对原水水质进行监控。

    （4）在原超滤装置上增加四支膜， 保证在超滤流量下降的情况下也能满足生产用水需求。

    （5）考虑到反渗透及EDI设备的化学清洗，增加一台容积150m3水箱与超滤产水箱连通，并且对有问题隐患的管道阀门进行更换。

      该系统自5月份改造完成后，超滤装置进水pH为4~10，TOC<2mg/L，产水SDI<2，至今系统一直运行稳定。

3、超滤系统应用注意事项

       超滤工艺作为一项新型的技术已获得广泛的应用，但由于此项技术的特点，具体应用时还需全面考虑。现结合本公司超滤+反渗透 +EDI联合水处理工艺运行至今出现的一些问题探讨如下：

     （1）超滤UF的运行一定要防止水源突然恶化，要确保UF前的处理设备起到应有的作用，防止进入不合格的水，造成超滤膜严重污堵，影响出水，需要多次清洗后才能解决。

     （2）适时进行系统清洗，控制微生物的滋长。超滤膜使用到一定时间应进行清洗，否则会影响产水量，增加阻力。通常在产水量降低10％时就进行清洗，清洗方法采用先药液浸泡，然后等压循环清洗。如用多种清洗液清洗，每次清洗后应排尽残液并用清水冲洗干净再换另一种药品。

     （3）清洗剂应针对污染源选用，在实际中可根据进水水质变化情况、运行数据、 保安过滤器内的沉积物、超滤膜表面沉积物的成分等分析污染物的类型，并注意清洗液应对膜及组件材料无化学损伤。

     （4）系统设计一定要严谨、科学。本公司设计时按照超滤膜正常产水通量进行设备购置，采用海得能HYDRAcap60超滤膜元件，共9支。由于对原水水质变化估计不足，当水质恶化时，使得超滤膜污染，水回收率下降，压差增加，增加了清洗频率，造成当初设计的超滤系统到达负荷极限。因此在系统设计时不应该过分降低造价使装置的滤膜元件减少。

     （5）做好膜及系统的停运保护。膜组件停运必须进行充分清洗，然后密封湿态保存。若时间短(10天内)应打循环并每1天换一次水。如长时间停运，(10天以上)应用1.0％甲醛水溶液浸泡，并每月检查一次，夏天控制环境温度在25℃以下以防霉变。冬天应防冻，必要时加入10％—20％的甘油。建议设备长期运行。

4、结束语

       目前超滤膜正越来越多地应用到反渗透的预处理中，构成所谓的集成膜处理系统(IMS)，用超滤代替传统的砂滤、活性炭、微滤是今后水处理工艺的一个新的发展趋势。但超滤膜的选用需结合水源地的水质情况来选用，若源水污染严重，超滤膜设备去除溶解性有机物存在很大局限性，必须与其他技术组合才能达到超滤的预定效果。