反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中的膜清洗

反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中的膜清洗

在滲透系統(tǒng)的運(yùn)作過程中，由于原水在壓力下不斷積聚，膜元不可避免地會被濃縮中的有機(jī)殘留物、膠體、微生物、金屬氧化物和其他污染。這些物質(zhì)沉積在膜表面上,極容易產(chǎn)生結(jié)垢或污堵,致使有效膜面積減少,引起反滲透裝置出力下降或脫鹽能力降低,為了恢復(fù)良好的產(chǎn)水通量和除鹽性能,必須對膜系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。受到一般污染的膜元件,按照膜廠家產(chǎn)品和技術(shù)手冊中規(guī)定的清洗方案進(jìn)行化學(xué)清洗,即可完成膜的再生過程。但對于已經(jīng)嚴(yán)重污染的膜元件,則必須根據(jù)膜面污染物的性質(zhì),有針對性地制定清洗方案,進(jìn)行反復(fù)清洗才能收到良好的清洗效果。1反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行后系統(tǒng)出力明顯下降深圳市金達(dá)萊環(huán)保股份有限公司承建的某跨國公司電鍍工業(yè)廢水處理回用工程,采用美國陶氏化學(xué)公司(DOW)抗污染膜元件BW8040-365FR共120只,于2006年6月初投入運(yùn)行。到2006年12月初,該套反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行半年后,現(xiàn)場操作人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出力明顯下降。公司隨即派員現(xiàn)場診斷。診斷結(jié)果為:產(chǎn)水通量下降近20%,進(jìn)水壓力1.2MPa,濃水壓力0.75MPa,產(chǎn)水電導(dǎo)率30μs/cm。濃水流量計(jì)呈現(xiàn)中度渾濁,并有綠色銅銹癍跡。經(jīng)分析確定,除溫度降低因素影響外,膜元件已經(jīng)受到膠狀物、有機(jī)物、無機(jī)鹽垢及金屬氧化物的嚴(yán)重污染。必須馬上進(jìn)行化學(xué)清洗。2清潔工藝2.1水質(zhì)分析結(jié)果一次堿洗的目的是為了去除無機(jī)膠體(淤泥)、硅、微生物膜、有機(jī)物等。堿洗的主要步驟如下:1)配制清洗液,化學(xué)清洗水箱里注滿RO產(chǎn)水,加入NaOH氫氧化鈉,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%,pH12、溫度20℃(理想溫度應(yīng)為30℃);2)低流量輸入清洗液,置換原水,原水排掉;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之間循環(huán)60min;4)浸泡一宿(從12月7日18時到12月8日8時,約14h);5)高流量(每只壓力容器進(jìn)水流量8m3/h)水泵循環(huán)60min,清洗液呈淡紫色(12月8日上午9:30在清洗水箱中取樣品a,水質(zhì)分析結(jié)果見表1);6)沖洗。用預(yù)處理產(chǎn)水沖洗。沖洗溫度20℃。2.2清洗廢水中清洗液加入量的確定一次酸洗的目的是為了去除無機(jī)鹽垢、有機(jī)物等,主要步驟如下:1)配制清洗液,水箱里注滿RO產(chǎn)水,加入鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%,pH=1),溫度35℃(理想溫度應(yīng)為45℃);2)低流量輸入清洗液,置換原水,原水排掉;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之間循環(huán)20min,循環(huán)時pH如升高,則陸續(xù)加酸,保持pH=1;之后,先關(guān)閉濃水排放閥門,后關(guān)化學(xué)清洗水泵,或同時關(guān)閉。保證膜元件內(nèi)充滿清洗液。4)浸泡30min;5)浸泡后,高流量(每只壓力容器進(jìn)水流量8m3/h)水泵循環(huán)20min,此時清洗液呈淡淡的黃綠色(12月8日上午11:20在清洗水箱中取樣品b,水質(zhì)分析結(jié)果見表2);6)沖洗。用預(yù)處理的合格產(chǎn)水沖洗。2.3清洗和清洗液的制備二次堿洗的目的主要是去除硫酸鹽垢(如CaSO4、BaSO4等),具體步驟如下:1)配制清洗液,水箱里注滿RO產(chǎn)水,加入Na-EDTA乙二胺四乙酸四鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%,pH=12),溫度20℃(理想溫度應(yīng)為30℃);2)低流量輸入清洗液,置換原水;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之間循環(huán)60min;4)浸泡60min;5)浸泡后,高流量(每只壓力容器進(jìn)水流量8m3/h)水泵循環(huán)60min,清洗液濁度高、不透明,略帶乳黃色(12月8日下午3:50在清洗水箱中取樣品c);6)沖洗。用預(yù)處理的合格產(chǎn)水沖洗。2.4u3000膜的污染物清除d此步驟主要目的是去除重金屬氧化物(如鐵、鎳、銅等)。1)配制清洗液,水箱里注滿RO產(chǎn)水,加入NaHSO3亞硫酸氫鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%pH=5),溫度20℃(理想溫度應(yīng)為30℃);2)低流量輸入清洗液,置換原水;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之間循環(huán)30min,pH=5;4)浸泡60min;5)浸泡后,高流量(每只壓力容器進(jìn)水流量8m3/h)水泵循環(huán)60min,清洗液無色透明(12月8日下午5:30在清洗水箱中取樣品d);6)沖洗。用預(yù)處理的合格產(chǎn)水沖洗。從表4可看出,膜的污染物已清除。重新投入運(yùn)行后,進(jìn)水壓力1.1MPa,濃水壓力0.85MPa,產(chǎn)水電導(dǎo)率14μs/cm。系統(tǒng)已恢復(fù)到設(shè)計(jì)水平。3清洗工藝的確定(1)對于已經(jīng)嚴(yán)重污染的反滲透系統(tǒng),必須診斷清楚污染物性質(zhì),制定具體的有針對性的化學(xué)清洗方案,選擇最有效清洗藥劑,保證最佳清洗條件,才能取得滿意的清洗效果。(2)工業(yè)廢水處理回用系統(tǒng)的反滲透裝置普遍采用抗污染膜元件,其分離層化學(xué)組成是全芳香高交聯(lián)度聚酰胺,具有高度的化學(xué)物理穩(wěn)定性和耐久性,能夠承受強(qiáng)烈的化學(xué)清洗。清洗時pH為1~12,要敢于投藥。(3)采用動(清洗液循環(huán))、靜(浸泡)結(jié)合,堿、酸交替的清洗工藝,省時省力,效果好。(4)在酸洗過程中,應(yīng)隨時檢查清洗液pH的變化,在溶解無機(jī)鹽類沉淀消耗掉部分鹽酸時,如果pH的增加超過0.5,就應(yīng)該向清洗液內(nèi)補(bǔ)充酸。酸性清洗液的循環(huán)時間不應(yīng)超過20min,如超過這一時間,清洗液可能會被清洗下來的無機(jī)鹽所飽和,而污染物就會再次沉積在膜表面。此時,應(yīng)用合格預(yù)處理產(chǎn)水將膜系統(tǒng)和清洗系統(tǒng)的清洗液置換掉,重新配制清洗液進(jìn)行第二遍清洗。(5)大流量循環(huán)是保證清洗效果的有力措施。每只壓力容器流量應(yīng)為8~10m