反渗透系统运行过程中的膜清洗

反渗透系统运行过程中的膜清洗

在渗透系统的运作过程中，由于原水在压力下不断积聚，膜元不可避免地会被浓缩中的有机残留物、胶体、微生物、金属氧化物和其他污染。这些物质沉积在膜表面上,极容易产生结垢或污堵,致使有效膜面积减少,引起反渗透装置出力下降或脱盐能力降低,为了恢复良好的产水通量和除盐性能,必须对膜系统进行化学清洗。受到一般污染的膜元件,按照膜厂家产品和技术手册中规定的清洗方案进行化学清洗,即可完成膜的再生过程。但对于已经严重污染的膜元件,则必须根据膜面污染物的性质,有针对性地制定清洗方案,进行反复清洗才能收到良好的清洗效果。1反渗透系统正常运行后系统出力明显下降深圳市金达莱环保股份有限公司承建的某跨国公司电镀工业废水处理回用工程,采用美国陶氏化学公司(DOW)抗污染膜元件BW8040-365FR共120只,于2006年6月初投入运行。到2006年12月初,该套反渗透系统正常运行半年后,现场操作人员发现系统出力明显下降。公司随即派员现场诊断。诊断结果为:产水通量下降近20%,进水压力1.2MPa,浓水压力0.75MPa,产水电导率30μs/cm。浓水流量计呈现中度浑浊,并有绿色铜锈癍迹。经分析确定,除温度降低因素影响外,膜元件已经受到胶状物、有机物、无机盐垢及金属氧化物的严重污染。必须马上进行化学清洗。2清洁工艺2.1水质分析结果一次碱洗的目的是为了去除无机胶体(淤泥)、硅、微生物膜、有机物等。碱洗的主要步骤如下:1)配制清洗液,化学清洗水箱里注满RO产水,加入NaOH氢氧化钠,质量分数为0.1%,pH12、温度20℃(理想温度应为30℃);2)低流量输入清洗液,置换原水,原水排掉;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之间循环60min;4)浸泡一宿(从12月7日18时到12月8日8时,约14h);5)高流量(每只压力容器进水流量8m3/h)水泵循环60min,清洗液呈淡紫色(12月8日上午9:30在清洗水箱中取样品a,水质分析结果见表1);6)冲洗。用预处理产水冲洗。冲洗温度20℃。2.2清洗废水中清洗液加入量的确定一次酸洗的目的是为了去除无机盐垢、有机物等,主要步骤如下:1)配制清洗液,水箱里注满RO产水,加入盐酸(质量分数为0.2%,pH=1),温度35℃(理想温度应为45℃);2)低流量输入清洗液,置换原水,原水排掉;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之间循环20min,循环时pH如升高,则陆续加酸,保持pH=1;之后,先关闭浓水排放阀门,后关化学清洗水泵,或同时关闭。保证膜元件内充满清洗液。4)浸泡30min;5)浸泡后,高流量(每只压力容器进水流量8m3/h)水泵循环20min,此时清洗液呈淡淡的黄绿色(12月8日上午11:20在清洗水箱中取样品b,水质分析结果见表2);6)冲洗。用预处理的合格产水冲洗。2.3清洗和清洗液的制备二次碱洗的目的主要是去除硫酸盐垢(如CaSO4、BaSO4等),具体步骤如下:1)配制清洗液,水箱里注满RO产水,加入Na-EDTA乙二胺四乙酸四钠(质量分数为1.0%,pH=12),温度20℃(理想温度应为30℃);2)低流量输入清洗液,置换原水;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之间循环60min;4)浸泡60min;5)浸泡后,高流量(每只压力容器进水流量8m3/h)水泵循环60min,清洗液浊度高、不透明,略带乳黄色(12月8日下午3:50在清洗水箱中取样品c);6)冲洗。用预处理的合格产水冲洗。2.4u3000膜的污染物清除d此步骤主要目的是去除重金属氧化物(如铁、镍、铜等)。1)配制清洗液,水箱里注满RO产水,加入NaHSO3亚硫酸氢钠(质量分数为1.0%pH=5),温度20℃(理想温度应为30℃);2)低流量输入清洗液,置换原水;3)清洗液在膜元件和清洗水箱之间循环30min,pH=5;4)浸泡60min;5)浸泡后,高流量(每只压力容器进水流量8m3/h)水泵循环60min,清洗液无色透明(12月8日下午5:30在清洗水箱中取样品d);6)冲洗。用预处理的合格产水冲洗。从表4可看出,膜的污染物已清除。重新投入运行后,进水压力1.1MPa,浓水压力0.85MPa,产水电导率14μs/cm。系统已恢复到设计水平。3清洗工艺的确定(1)对于已经严重污染的反渗透系统,必须诊断清楚污染物性质,制定具体的有针对性的化学清洗方案,选择最有效清洗药剂,保证最佳清洗条件,才能取得满意的清洗效果。(2)工业废水处理回用系统的反渗透装置普遍采用抗污染膜元件,其分离层化学组成是全芳香高交联度聚酰胺,具有高度的化学物理稳定性和耐久性,能够承受强烈的化学清洗。清洗时pH为1~12,要敢于投药。(3)采用动(清洗液循环)、静(浸泡)结合,碱、酸交替的清洗工艺,省时省力,效果好。(4)在酸洗过程中,应随时检查清洗液pH的变化,在溶解无机盐类沉淀消耗掉部分盐酸时,如果pH的增加超过0.5,就应该向清洗液内补充酸。酸性清洗液的循环时间不应超过20min,如超过这一时间,清洗液可能会被清洗下来的无机盐所饱和,而污染物就会再次沉积在膜表面。此时,应用合格预处理产水将膜系统和清洗系统的清洗液置换掉,重新配制清洗液进行第二遍清洗。(5)大流量循环是保证清洗效果的有力措施。每只压力容器流量应为8~10m