废水回用中的膜清洗和维护

废水回用中的膜清洗和维护第1页，课件共33页，创作于2023年2月中国蓝星—膜技术的领先者工业废水再生回用膜系统的清洗和维护公司在工业废水领域发展1膜法回用工艺介绍3印染废水应用案例介绍5膜技术在工业废水中应用2膜系统的清洗和维护4膜系统应用注意事项62第2页，课件共33页，创作于2023年2月中国蓝星—膜技术的领先者中国蓝星---杭州水中心概况3

杭州水处理技术研究开发中心有限公司隶属于中国化工集团，中心以50年的成功应用经验，为客户提供膜法水处理设计咨询、工程总包、研究开发、产品生产、工程成套、售后服务、专业培训的全方案解决之道。将膜法处理技术成功应用于废水资源化各个领域，实现零排放和微排放。

第3页，课件共33页，创作于2023年2月工业废水回用的必要性蓝星倡导清洁生产，实现对天然资源的完全循环利用，不给大气、水和土壤遗留任何废弃物。围绕节能减排的目标，调整产品结构、淘汰落后装置、履行社会责任。环保义务通过膜集成系统，达到工艺回用水要求，提高回用率。工艺满足即经济又稳定的要求，降低回用水的运行成本。水回用从工业废水中提取有用的热能，降低蒸汽的消耗成本。从废水中提取有用物质，回用于原料液中勾兑使用。资源回用4第4页，课件共33页，创作于2023年2月工业废水领域的发展目前国内绝大多数的工业废水是达标排放为主，一些缺水和排放限制地区已经在推广再生回用。由于工业废水限制排放量，再生回用成为热点。排放指标要求上升，COD总量及氨氮等指标加严。水资源分布不均，一些地区严重缺水，水的再生回用成为最为经济的工业供水手段。工业废水处理膜法回用方法日趋成熟和完善。环境保护的日趋重视给我们带来的新机遇国内工业废水现状近年来工业废水再生回用领域需求量大增，年均增长率在15%以上。增长速度以膜技术为主要产品，推广应用于各环保工程中具备国内最强工程公司实力逐步具备国际竞争能力杭水处理发展规划膜制品正向着高性能、高功能化、多用途以及低成本方向发展膜产品成为化工新材料领域的全球前十名公司发展方向5第5页，课件共33页，创作于2023年2月膜技术在工业废水领域的应用氯碱废水回用---钾碱化工▪染料化工----染料的脱盐和浓缩高盐度水浓缩---阮氏化工▪精细化工----发酵液澄清、废水回用PVC母液回用---盛华化工▪石油化工-----含油废水处理及回用化工行业冶金废水回用----重金属超标的冶炼废水通过常规法与膜法的结合达到零排放钢铁废水回用----有太钢、唐钢、鄂钢等等钢铁厂已应用了膜法回用电镀废水回用----有工业园区和单重金属回用，如清远电镀城、长沙力源等工业循环冷却水回用---化纤厂、冶金厂及各行有循环冷却水系统的均在回用冶金行业等企业染整废水的再生处理和回用---3000T/D伯林顿、5000T/D嘉名染整废水回用大的工业园区的污水厂再生回用---60000T/D佛山大塘染整废水回用并达标排放印染行业工业废水再生回用领先的市场地位6企业造纸废水回用---金东纸业10000T/D废水回用于锅炉用水制浆废水回用----南通王子纸业100000T/D制浆废水回用90%再蒸发，零排放造纸行业第6页，课件共33页，创作于2023年2月超滤能截留大于0.1µm孔径的微粒而保证产水的浊度低于0.5NTU微滤能截留50-130µm孔径的微粒作为超滤的预处理。两者主要起到了过滤悬浮物的作用，难以去除盐类和COD等。超滤微滤膜法回用工艺介绍代替软化床，以自动化的方式完成连续产水废水水质较差时，可以采用纳滤来过滤一定的高分子有机杂质。与反渗透的操作压力相比，纳滤以低能耗占有优势。纳滤工艺7在膜回用系统中起着主要的脱盐作用，让回用水保持更少的杂质。出水水质电导率低，在工业回用水中可以做到锅炉用水标准。反渗透运行往往需要加阻垢剂，还原剂、调节酸度等。反渗透工艺靠电迁移来分离废水，对阳阴离子和不带电物质起到分离作用对废水起到浓缩作用，能让浓侧达到12-20%的盐度。优点是操作压力低、耐腐蚀性好。缺点是占地大、电耗较高。电渗析工艺第7页，课件共33页，创作于2023年2月超滤膜孔被印染废水中的有机胶体、生化后的微生物及过量的絮凝剂等物堵塞而污染。由于膜污堵后膜的有效面积减小，造成产水量下降，跨膜压差上升，通过反洗仍无法恢复。超滤产水量不变，但产水水质变差，反应在浊度上升，而SDI值也偏高，透明产水管中有气泡。有一些废水由于水中含有金属氧化物，采用了碱加强洗后，造成产水侧更严重的污堵。超滤膜由于它能截留活性污泥等微生物细菌，细菌易繁殖，造成通量下降，需定时杀菌。超滤膜污染特征超滤膜的污染与清洗维护反洗方法：先气擦洗，再采用水反洗。气擦洗时，膜中保留有水位，以利于气均匀分配。在印染废水超滤系统中大多配外压型超滤膜，少数采用内压型的PES超滤膜，由于它无法安全采用气擦洗的方法对中空内压型超滤膜进行气洗，其应用受进水条件的限制。超滤的清洗液配置与超滤本身的材料有密切关系，如果是耐酸碱性比较好的PP膜，建议采用0.5%的酸或碱来洗，对于污染严重的还可将浓度提高一倍。PVDF膜建议采用0.5%的次氯酸钠清洗，酸洗在0.3%，碱洗浓度控制在0.2%来洗更安全。超滤膜的清洗方法8超滤膜是经改性的亲水性膜，即使不用也需要定时通水或保护膜中有一定的水分和湿度。由于膜污染通量下降，不建议提高压力继续运行，不仅通量不能稳定，而且会使污堵更严重。超滤膜产水中有气泡时，需要对膜采取补救措施并及时调整运行方式，以保证膜的过滤效果。维护保养第8页，课件共33页，创作于2023年2月无机盐结垢：碳酸钙、磷酸钙、硫酸垢及硅垢等沉积物，通常反应在二段压差偏大胶体沉积：有金属氧化物、污泥会导致通量下降，压差上升，可清洗恢复;有机物沉积：过量阳离子聚合物、天然色素、不溶油类等，一段压差上升明显;生物污染物：生物粘泥、藻类、细菌等，造成膜通量下降，压差上升，用时杀菌。

RO各段间的压差接近最高限值，经校温后，产水量仍下降15%，长期停运前均表明污染。RO膜污染特征反渗透膜的污染和清洗维护按分析配置清洗液，需考虑清洗系统中的水量，测试循环配好的清洗液中PH值;清洗循环约半个小时，检测PH值，在清洗液中补加酸或碱,保持清洗剂的有效性;清洗过程需监测流量、PH值、温度等参数，控制在有效范围内;清洗液可浸泡1-2小时左右再循环，让膜与清洗液充分反应;清洗完成后，先排空清洗液，再用反渗透产水置换至出水PH值与进水接近。RO膜的清洗方法在反渗透膜长期不用时，需要2%的亚硫酸氢钠保护，以免长菌。在反渗透运行中表面有粘湖状的污染物需用杀菌剂来清洗，以免细菌繁殖，影响产水量。由产水背压、膜变形、过热、炭粒或砂粒造成的机械磨损等引起脱盐率下降，难以恢复。保养方法9第9页，课件共33页，创作于2023年2月布水流道口膜有粉末状污堵由于胶在高温下溶解，树脂变粉末状掉落膜面粘附许多带色的有机或胶体杂质，无法用水冲干净。电渗析膜变形，堵住通道，循环水量明显下降。进膜压力上升。ED膜污染特征电渗析膜的污染和清洗维护电渗析在污水上以价格较低的异相膜占领先市场定位，而均相电渗膜抗污染性佳。在特分领域电渗析膜应用于物料分离，几乎每天需清洗一次。电渗析膜宜被废水中的有机物和微生物菌污染，其隔板处也容易粘住污染物。电渗析膜可以采用较浓的酸洗，如允许1~2%酸洗，却不易过多的碱洗，会产生膜性能衰减电渗析膜可以拆开取污染物分析，并确定清洗液的有效浓度和清洗方案。电渗析可采用气洗来避免膜面结垢。ED膜的清洗方法电渗析膜可以采用较浓的酸洗，但尽量不要有色素。可以采用软的布擦洗污染膜面。电渗析膜的保养可以凉干后保存，湿的在高温下会发霉，保存在干燥通风的环境里更好。电渗析膜叠成200-250对，比较容易压紧不漏水，为了避免膜堆不变形漏水，经常通水保养。保养方法10第10页，课件共33页，创作于2023年2月超滤和微滤的跨膜压差上升或是通量下降至15-20%，均需要靠加强洗或清洗来恢复运行。通常运行有气擦洗、反洗、正洗和加强药洗等来保持膜系统的正常运行。清洗方法主要是碱洗+次氯酸钠洗，如硬度高的水中需加辅助酸洗。超滤微滤膜系统的清洗和维护代替软化床可连续运行，但膜污染也同时存在，需加阻垢剂等保持正常运行。废水系统采用以选用抗污染的纳滤膜，膜流道选宽型的（34mIL），会更容易清洗。纳滤系统的清洗同样需控制在安全的PH范围，以免膜性能衰减。纳滤工艺11反渗透系统由于脱盐率较高，其膜的污染相对严重些，清洗和维护比较频繁。通常在废水回用的应用中，运行时都设快冲洗阀，采用透过液水来冲效果好。反渗透清洗通常采用酸洗无机结垢，碱和EDTA钠等洗有机污堵等，清洗时PH值会有变化。反渗透工艺均相电渗析膜由于膜面光滑，不易污染，但价格偏贵，目前用于高端的分离为主。异相离子交换膜容易被污染，对进水水质有一定的要求，膜污染严重时，清洗都较难恢复。离子交换膜耐酸碱性较好，清洗不出来，可以拆开一张张清洗。电渗析工艺第11页，课件共33页，创作于2023年2月膜压差上升至高限，通量下降至15-20%，均需要清洗来恢复运行。无机盐结垢往往二段压差上升膜流道。清洗方法主要是碱洗+次氯酸钠洗，如硬度高的水中需加辅助酸洗。判断清洗膜系统的清洗和维护注意事项可以通过污水水质分析，保安滤袋的污染物和浓水管壁上取污染物，判断其污堵的主要成分。细菌及微生物污堵可通过加杀菌剂和碱洗来改善通量，在清洗过程中调节清洗配方。结合膜材料特性，制定清洗配方和步骤，严格计算清洗浓度，避免过低或过高的浓度来清洗膜。清洗分析12按水质中污染物的种类制定可行的清洗配方，在清洗前先将膜内的浓水用透过液冲洗干净。在清洗过程中动态检测PH的变化，为保持清洗效果，可适当地添加酸或碱，保持清洗液浓度。清洗温度控制在30-35℃比较好，清洗完毕，需冲洗一定时间保证产水PH值不受清洗液的影响。清洗过程均相电渗析膜由于膜面光滑，不易污染，但价格偏贵，目前用于高端的分离为主。异相离子交换膜容易被污染，对进水水质有一定的要求，膜污染严重时，清洗都较难恢复。离子交换膜耐酸碱性较好，清洗不出来，可以拆开一张张清洗。维护保养第12页，课件共33页，创作于2023年2月纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、盐度高、水质变化大等特点。印染废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。印染废水的另一个特点是色度高，印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理。印染废水中含盐量偏高，光靠脱色澄清回用受限制，需进一步脱盐才能满足工艺用水要求。印染废水特征膜法回用工艺介绍---印染废水回用比较激进的工艺：预处理二沉池出水，直接经保安滤器至反渗透系统，投资低，但运行极不安全大多数的工艺：调节池—生化好氧----二沉池---滤池过滤---超滤---反渗透，生化也有SBR或是A/O等方法，脱色有采用加硫酸亚铁，二氧化氯或臭氧等，前处理工艺控制得好，后续运行稳定性就有保障，运行成本反而更低。推荐的工艺：

加絮凝剂和硫酸亚铁可以考虑在终沉池前，而脱色加氧化剂可以考虑在终沉池后，减小运行成本膜法回用工艺介绍13酸化调节池好氧生化池二沉池终沉池滤池超滤反渗透在运行中采用可气擦洗的外压膜比较稳定，配循环泵错流运行，自动实现反冲洗和加强洗。反渗透运行中需定时快冲洗，加好还原剂和阻垢剂等必须的药剂，保证系统稳定运行。对于一段压差过大的系统注意保安滤元的及时更换，以免过大的压差造成滤袋的破损。运行方式第13页，课件共33页，创作于2023年2月案例介绍----3000T/D印染废水回用工程自清洗滤器带加强冲洗用于超过滤的预处理，防过多颗粒物堵超滤通道超滤系统PP-8040配置了两套，每套40支元件，反洗周期20分钟，反洗含气擦洗，共需2分钟，加强洗采用次氯酸钠反渗透系统BW30-365FR配置了两套，每套72支元件，8-4排列，段间加增压泵约3BAR，运行压力在12-15BAR，自动冲洗清洗系统80T/H配套80T/H清洗泵3.5BAR，清洗箱10T兼作快冲洗用，5µ保安滤袋，超滤和反渗透共用嘉兴伯林顿工程：工程废水总进水量3000T/D，2008年投入运行至今约5年进水水质：含盐量约2000mg/l，COD在100～180mg/l，悬浮物约30mg/l等等前处理工艺：调节池--A/O工艺—二沉池膜处理工艺：自清洗滤器—超滤—超滤产水池—反渗透系统—回用水池基本情况主要工艺与应用14第14页，课件共33页，创作于2023年2月超滤污堵和清洗情况在嘉兴某印染企业，我们在二沉池后直接采用了双膜法回用印染废水，其超滤膜回收率指标能达到90%左右，由于系统前的悬浮物较多，前工艺加药不规律，时常会加过量，造成超滤产水后仍有后絮凝现象，运行通量在两年左右衰减至80%，断丝严重。名称进水压力（MPa）流量（L/H）产水浊度（NTU）清洗前0.172011.1碱洗后（1%氢氧化钠）0.16008.59酸洗后（1%盐酸）0.18806.43根据数据碱洗后通量比清洗前下降，用酸洗后通量上升而且比清洗之前要高，所以碱洗会产生金属沉淀物，必须用酸洗。根据解剖情况，膜丝成黑黄色，有结块显现，污染严重。根据产水浊度，膜丝可能断丝比较多。

15第15页，课件共33页，创作于2023年2月反渗透膜系统的清洗和维护反渗透前的保安滤器大约一周就得更换，一段反渗透膜压差上升很快，反渗透清洗频率较高，估计每个月均需要通过清洗恢复，在线采用碱清洗的恢复性比较差，虽然系统仍在运行，但通量比正常运行下降了30-40%，膜面上有比较多的铁胶体和有机物污堵。反渗透膜清洗配方：0.2%碱+0.1%十二烷基磺酸钠，并经过机械冲洗，清洗完后其通量能恢复至正常，1段头支膜为1#，二段最后一支膜为2#，清洗参数列下表：第一段膜的污堵更为严重，经过离线清洗，膜的性能可以恢复至新膜的90%，脱盐率也均在98%以上，而清洗下来的膜污染物每支膜有2公斤以上，是累积而成。

名称操作压力MPa

通量L/H

脱盐率%

重量KG

1#清洗前1.560097.9918.31#清洗后1.5110098.6416.22#清洗后1.575098.2317.62#清洗前1.5130098.8615.416第16页，课件共33页，创作于2023年2月嘉兴现场设备布置及运行情况本工程占地省，投资低。运行通量稳定性差，保安滤袋更换频繁。清洗频率每月1次。预处理的加药需改进。增加杀菌剂的投加量。电导率≤30µs/cm，浊度＜0.1NTU

pH6~7.5，色度≤2倍，COD≤10mg/l

完全符合工厂回用水要求。回用水水质工程特点17第17页，课件共33页，创作于2023年2月案例介绍----5000T/D印染废水回用工程多介质滤器手动反冲洗用于超过滤的预处理，防过多颗粒物堵超滤通道超滤系统PVDF-1808配置了两套，每套60支元件，反洗周期30分钟，反洗含气擦洗，共需2分钟，加强洗配次氯酸钠泵反渗透系统BW30-365FR配置了两套，每套120支元件，12-8排列，运行压力在8-12BAR，自动冲洗，段间压差很小清洗系统120T/H配套100T/H清洗泵3.5BAR，清洗箱10T兼作快冲洗用，5µ保安滤袋，超滤和反渗透共用桐乡嘉名工程：工程废水总进水量5000T/D，2010年8月投入运行至今2年多进水水质：含盐量约4500mg/l，COD在50～100mg/l，悬浮物约5mg/l等等前处理工艺：调节池—

SBR工艺—二沉池—无阀滤池—排放水池膜处理工艺：多介质滤器—超滤—超滤产水池—反渗透系统—回用水池基本情况主要工艺与应用18第18页，课件共33页，创作于2023年2月膜系统的清洗和维护情况本系统的工艺比较长，不仅配备了滤池，还在后面加了一道多介质滤器，双道保护，使进超滤水中悬浮物量控制较低，超滤运行由于余氯值还有0.5PPM左右，系统不用加强反洗，超滤运行以来没有污堵过，两年运行压力保持不变，冬天温度较低时，运行压力会升高20%，产水水质也会变好。反渗透系统加了较多的还原剂，以确保膜不被余氯氧化，由于膜中仍有机胶体等色素污染膜面，经酸洗和碱洗均能较快恢复，清洗频率约一年一次。本工艺由于进水水质稳定，且废水中离子变化小，运行相当稳定。系统有次清洗时由于没将产水阀打开，而使二段最后一支并联共8支膜有爆破现象，导致脱盐率明显下降。流道最后一支膜的脱除率下降。更换8支膜后脱盐率两年来仍保持有97%以上。解剖其中一支膜，膜面较为干净。19第19页，课件共33页，创作于2023年2月嘉名项目膜系统的清洗和维护情况

超滤运行工况如下表，因余氯值控制在0.2～0.5mg/l，实际加强洗没有实行：

反渗透系统加了较多的还原剂约5-6PPM，以确保膜不被余氯氧化，反渗透清洗频率约一年一次。主要是为了停机保养。

指标名称单位参数指标名称单位参数进水温度℃10-35反洗间隔时间min30进水流量m3/h130加强洗min8循环水量m3/h100加强洗间隔时间hr24运行间隔时间min20-30运行压力Mpa0.05-0.15反洗水量m3/h300进水浊度NTU2-3反洗时间sec30水回收率%9020第20页，课件共33页，创作于2023年2月桐乡现场设备布置及运行情况本工程废水前处理稳定，投资略高。脱盐率大于97%，产水电导率<200µs/cm。采用二氧化氯脱色，并去除COD，效果好。进水水温夏天约39℃左右，冬天约25℃.膜面污染比较轻，运行管理轻松，省力。工程特点本工程预处理效果好，运行稳定性好滤袋三个月更换，清洗频率每年1次。运行两年多，UF和RO均保持原状。膜运行成本2.0元/t，预处理约1.8元/t运行特点21第21页，课件共33页，创作于2023年2月案例介绍----30000T/D工业园区废水回用工程自清洗滤器自带反冲洗用于超过滤的预处理，防过多颗粒物堵超滤通道超滤系统PVDF-1808配置了十套，每套60支元件，反洗周期30分钟，反洗含气擦洗，共需2分钟，加强洗配次氯酸钠泵反渗透系统BW30-365FR配置了五套，每套240支元件，24-16排列，运行压力在8-12BAR，自动冲洗，段间压差较高。清洗系统200T/H配套200T/H清洗泵3.5BAR，清洗箱10TPE水箱，5µ袋式滤器，超滤和反渗透分别设清洗装置。广东佛山工程：工程废水总进水量60000T/D，2011年3月投入运行至今半年多进水水质：含盐量约3500mg/l，COD在50～100mg/l，悬浮物约15mg/l等等前处理工艺：调节池—

A/O工艺—二沉池—臭氧氧化水池—无阀滤池膜处理工艺：自清洗滤器—超滤—超滤产水池—反渗透系统—回用水池基本情况主要工艺与应用22第22页，课件共33页，创作于2023年2月广东佛山市三水大塘污水处理有限公司

规模：60000m3/d

（一期30000m3/d已投入运行）印染工业园区废水回用项目现场23第23页，课件共33页，创作于2023年2月混凝初沉池生化池V型滤池臭氧氧化池外排回用水池废水浓水产水回用污泥浓缩池污泥压滤机污泥去电厂臭氧发生器浓水沉淀、氧化池反渗透系统超滤系统30000T/D工业园区废水回用工艺流程简图24第24页，课件共33页，创作于2023年2月佛山项目工艺说明作为印染工艺用水，对色度的要求是比较高的，为此我们考虑回用的时侯，需要脱色处理，混凝沉淀过程中有加硫酸亚铁脱色，但过量的铁盐会造成返色现象，因此我们适当控制硫酸亚铁的加入量，并在二沉池后加臭氧脱色工艺，以保证排放水的色度指标和COD排放指标。预处理工艺：生化处理+臭氧杀菌+V型滤池深度处理工艺：“UF+RO”双膜处理工艺浓水后处理工艺：生化处理+终沉池+臭氧杀菌本系统中悬浮物仍然较多，造成超滤和反渗透膜的污堵比较严重，尤其是反渗透一段膜的压差较高，通常都在3-5KG/CM2.分析污堵的污染物里有过量絮凝剂抱团的固形物，采用一般浓度的清洗液较难恢复。25第25页，课件共33页，创作于2023年2月佛山PP超滤膜运行情况超滤配置了5台PP外压式中空超滤膜每台均装有68支100m2中空超滤膜PP膜运行压力为:1.2-2.0kg/cm2单台PP产水流量：100~120m3/h单位膜面积产水：14-18L/M2H26第26页，课件共33页，创作于2023年2月佛山PVDF超滤膜运行情况系统配置5台PVDF超滤膜装置每台均装有68支80m2中空超滤膜PVDF膜运行压力为0.6-1.2kg/cm2产水流量：130~150m3/h单位膜面积产水：24-28L/M2H27第27页，课件共33页，创作于2023年2月反渗透系统运行情况RO运行压力:0.9-1.2kg/cm2产水流量：150~170m3/h单位膜面积产水：24-28L/M2H运行工况系统配置5台反渗透膜的装置每台装有240支34M2的复合膜有4台为北斗星膜，1台东丽膜设备配置28第28页，课件共33页，创作于2023年2月PVDF超滤运行清洗维护表反洗频率1次/20-30分钟分散化学清洗清洗频率1次/24小时反洗时间60～120秒/次清洗时间6-10分钟反洗透水速率30l/m2.h药剂200mg/lNaClO/NaOH气擦洗条件组件最大进气压力1.0~2.0bar化学清洗清洗频率1次/2个月单支组件进气量8-10Nm3/h清洗时间60-90分钟气洗时间30-60秒/次清洗药剂0.2%NaOH/0.2%NaClO气水混合擦洗压力≤1.0bar清洗流量1.5-2m3/h支气源要求无油压缩空气清洗液温度20-40℃29第29页，课件共33页，创作于2023年2月反渗透膜的运行和清洗说明反渗透配置了五台，每台有240支膜，为节省投资其中4台配套的是北斗星的低压膜，还有一台是东丽的TML20-370抗污染膜，两种膜运行压力和流量均符合回用水水质要求，脱盐率达到97%以上，每台反渗透装置的产水量均可以达到170m3/h。由于调试过程中快冲洗不到位，而造成膜有机物和生物污染严重，过多悬浮颗粒堵住了一段膜通道，污染导致膜压差上升很快，光靠快冲洗已经无法降低压差值，约一个月就需要化学清洗，我们采取有效碱洗配方(0.25%碱+0.1%十二烷基磺酸钠)，将压差能降低一半（2.5BAR)，能恢复接近刚调试阶段的数值。由于进水有机杂质和微生物较多，一段压差仍偏高，大都情况下约有2.5-3bar，对于这种情况，我们在工艺运行中作了调整，加大了次氯酸钠杀菌量，在关机前加入非氧化性杀菌剂对反渗透膜起到杀菌抑制作用，在段间增加了一段反向快冲洗功能