| 表5 两种运行参数下的气水反冲洗对比结果
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对比项目
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气水反冲洗次数（次/天）
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进气总耗量（m3/天）
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进水总耗量（m3/天）
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最佳运行参数
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28
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2217.6
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113.4
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原工艺运行参数
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45
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2916
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182.25
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与原工艺运行参数相比，最佳运行参数下浸没式微滤工艺的过滤周期增长，每次气水反冲洗的进气时间增大。但从整体上看，反冲洗进气总耗量降低了23.95%，反冲洗进水总耗量降低了37.78%，运行费用有所降低；同时反冲洗总耗水量的减少，提高了微滤工艺的产水率。
2.2 气水反冲洗过程加药工艺优化试验
根据表2设计的加药工艺优化试验方案，共进行了9次试验。当微滤膜跨膜压差增大到一定值时，停止过滤进行滤化学清洗。用清水浸泡并抖动膜丝10min，然后用500ppm的次氯酸钠溶液以较低流量透过膜并返回到膜池的方式循环30nin，浸泡30min，循环30min，浸泡30min（总计2h），结束后用清水浸泡30min后开始过滤。对污染后的膜组件进行肉眼观察，膜组件表面被厚厚的滤饼层所覆盖，膜纤维大量粘连。膜面的滤饼层手感腻滑，呈棕黑色（见图1），用清水清洗并抖动膜丝时，滤饼层几乎自动脱落。清水清洗后的膜表面颜色呈乳黄色。进行氯化学清洗之后，膜表面的颜色要比清水清洗后的颜色更淡（见图2）。对氯化学清洗前后的膜丝表面进行电镜扫描（见图3），可以看出氯洗前膜表面为一层致密的污染物质，已经不能看出膜表面的孔隙，经过氯清后的膜表面能看出膜孔，但没有清洗彻底，膜表面及膜孔内仍有附着的污染物质期刊网，需要采用其他种类的化学清洗药剂（如酸）清洗。
 
图2 污染后膜表面和氯化学清洗后膜表面肉眼观察图
 
图3 氯化学清洗前后膜表面的电镜扫描图
试验结果如表6所示。
表6 三种不同加药方式的氯化学清洗效果比较
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加药方式
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不投加药剂
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定期投加定量NaClO
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定期投加定量HCl
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1
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2
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3
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1
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2
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3
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1
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2
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3
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氯洗前TMP（-MPa）
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0.060
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0.067
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0.060
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0.063
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0.065
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0.062
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0.069
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0.065
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0.062
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氯洗后TMP（-MPa）
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0.012
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0.015
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0.016
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0.017
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0.018
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0.0185
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0.013
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0.014
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0.0155
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氯洗效率（%）
氯洗效率平均值（%）
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80.00
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77.61
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73.33
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73.02
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72.31
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70.16
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81.16
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78.46
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75.00
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76.98
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71.83
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78.21
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从表6中任一加药方式下运行的三次氯洗效果比较可以看出，氯洗效果逐次减弱。膜初始运行阶段膜表面污染较轻，用低浓度的次氯酸钠溶液可以对膜组件进行在线清洗，主要去除膜表面的微生物和有机物污染，随着运行时间延长，膜表面聚集的以钙盐和氧化铁水合物为堵塞主体的无机物结垢污染越来越严重，需要加入酸浸泡清洗[7]。在膜运行过程中定期投加定量的NaClO时，其氯洗效果比不投加任何药剂时的氯洗效果降低了6.7%，这说明在气水反冲洗过程中间歇投加NaClO降低了氯化学清洗效果，这与试验前期做的理论分析相一致。第三种加药方式下的氯化学清洗效果比另外两种运行方式的清洗效果好，这时由于在膜运行过程中定期投加定量的HCl一定程度上缓解了膜表面的无机物结垢污染，膜表面的微生物和有机物污染占主体，从而使氯化学清洗效率得到了提高。由以上分析可知再生水厂的氯洗效果不佳的主要原因确实是浸没式微滤工艺气水反冲洗过程中的间歇加氯缓解了膜的有机物和微生物污染，减缓了该类污染物质的积累，降低氯化学清洗效率。可以采取以下改进措施对水厂的气水反冲洗过程中加药工艺进行优化，提高NaClO的利用效率，降低运行成本：在控制微滤反洗储池和反洗管道内微生物滋生前提下，反冲洗时减少NaClO的投加量或延长投加时间间隔；在间歇投加少量NaClO以控制微滤反洗储池和反洗管道内微生物滋生前提下，反冲洗过程中投加HCl，可以提高氯洗效果，延长酸化学清洗洗周期，降低酸洗对膜造成的不可逆损伤，延长膜寿命。
3 结论
（1）通过正交试验确定在该水厂的进水条件下，浸没式微滤工艺的最佳过滤与气水反冲洗参数为：过滤周期为50min，气水反洗时单独气洗40s，气水联合反洗15s。与原工艺相比，最佳运行参数下的气水反冲洗效果提高了46.65%期刊网，膜污染速率降低了50.34%；同时从整体上减少了总进气量和总进水量，降低运行费用，减少反冲洗的自耗水量，提高了产水率。
（2）再生水厂浸没式微滤膜的氯化学清洗效果不佳，主要是由于气水反冲洗过程中的加氯工艺导致，在NaClO的投加间隔时间内投加定量的HCl，可以提高氯洗效果。根据水厂的实际情况可以采取以下措施来提高氯化学清洗效率：①减小气水反冲洗时的NaClO投加量或延长投加时间，减少了NaClO总投加量，提高氯洗效果，从而提高了次氯酸钠的有效利用率，降低运行费用；②在气水反冲洗过程NaClO的投加间隔时间内，选择合适的加药点投加定量的HCl，能提高氯洗效果，延长酸化学清洗的周期，从而延长膜寿命，降低运行成本。
参考文献
[1]吕宝兴，刘文亚，李殿海.CMF膜过滤技术在纪庄子污水回用工程中应用[A].天津市土木工程学会第七届年会优秀论文集[C].天津：2005.
[2]尚海涛，杨琦，杨超等.淹没式连续微滤装置(CMFS)处理城市污水中试[J].膜科学与技术，2007,27（2）：57-60.
[3]陈德强，石凤林，周古双，等.连续膜过滤技术在市政污水深度处理中的应用[J].中国给水排水，2009,15（24）：64-68.
[4]J. Paul Chen, S.L. Kim,Y.P. Ting. Optimization of membrane physical and chemical cleaning by astatistically designed approach [J]. Journal of Membrane Science, 2003,219(1-2):27-45.
[5]刘锋刚，胡保安，何文杰，等.微滤膜法饮用水处理工艺中膜污染控制的研究[J].给水排水，2007， 33（11）:16-20.
[6]张颖，吴亿宁，任南琪.运行方式对减缓SMBR膜污染的影响研究[J].东北农业大学学报，2003,34（3）：258-261.
[7]张博丰，马世虎.超/微滤膜的膜污染与膜清洗研究[J].供水技术，2009，3（6）：13-16.
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