浅谈水处理过程中虹吸现象

    水处理技术行业迅速发展，随着高纯水设备的普及应用，冶金行业除盐水处理领域膜法处理的应用案 例越来越多。通常在工艺设计中常规做法是要求膜机架设备设置在一楼，以保证膜系统的良好运行状况；但是实际工程往往受限于项目实施条件：如占地面积不足等因素，存在膜机组设置于高层，而水箱/水池位于低层的情况。此时，膜系统排水管非常容易出现虹吸现象，影响膜系统正常运行；因此需要针对性进行虹吸可能性分析并采取相应防护措施。

 1、虹吸现象成因分析

      （1）、发生条件分析

       从流体力学水力学分析，虹吸发生需要具备如下条件：

       a、管路排水高点距膜机架存水水面高度不高于大气压支持的水柱高度。

       b、管路存在满管流状态的瞬间。

       c、出水口低于设备顶部。

      （2）针对发生条件逐一分析：

       a、大气压理论支持水柱高度为10.3m，而实际效果通常为理论值的百分之七十；按照给水排水设计指导，虹吸管真空常用水柱高度在4-7m之间。通常膜机架外部管路与设备之间的高差都满足此条件：已方面，如高差过大，容易造成运行液体汽化产生气泡，对管路形成冲击和腐蚀。所以条件一是普通满足。

       b、常规膜系统设备均按带压运行设计，因此管路系统设计按压力满管流计算。但是工程项目往往存在多组膜设备并行运行的情况，因此运行不同膜架组数时，管路系统的水流情况会有所差异。屋面排水系统的经验，满足流速大于0.7m/s，并保证水流方向持续流动性是维持虹吸作用的关键。工程中压力管路设计通常在1.2-1.5m/s，因此条件二亦是普通满足的。

       c、虹吸发生与否的关键在于第三条。只要出口低于设备顶部，那么必然发生虹吸现象。

2、虹吸现象及危害

      （1）一旦虹吸产生通常伴随如下现象：

       a、产生压力表计无读数或读数低于合理数值；

       b、停机乃到运行过程，膜机架取样面板取样阀无水流；

       c、管道振动大且有异声等。

      （2）虹吸一旦发生，对膜系统的运行存在危害如下：

       a、引起驱动压力变化，造成跨膜压差增大，膜污染加剧；

       b、情况严重时会造成停机后膜装置内水被虹吸抽空，使膜元件（部分）处于无水状态，降低膜使用寿命甚到造成膜元件不可逆的损坏；

       c、影响膜的冲洗效果。尤其对于需要进行化学加强反洗的超滤设备，如虹吸负压已经达到抽去膜架内存水的情况，则造成超滤膜CEB浸泡液（部分）抽空，影响膜浸泡清洗效果，使得膜污染加速；

       d、引起管道震动，严重会导致管道或者管道支架损坏，进而伤害关联的膜架设备。

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