超滤反渗透化学清洗讨论

超滤反渗透化学清洗讨论

周杨 ,邵飞 ,张海燕

华能南通电厂 江苏省南通市崇川区天生港镇华能路1号，226003

摘要：本文对某电厂超滤反渗透化学清洗过程作出详细介绍，并就化学清洗药剂的配制、化学清洗的方法步骤、清洗前后的运行参数对比以及化学清洗效果进行了讨论。

关键词：超滤；反渗透；化学清洗

1引 言

超滤与反渗透是水处理中的一种膜分离技术，称为近年来国内水处理行业应用最成功、发展最快、普及最广的一种技术。随着膜技术的成熟及膜产品的不断完善，超滤及反渗透技术不仅在纯水制备领域进行了广泛应用，在海水淡化、污水处理及利用、工业废水处理等方面得到广泛的应用，当然在应用的过程中还存在一些问题，本文就超滤反渗透长时间运行后的化学清洗效果进行讨论。

2超滤与反渗透的原理及清洗条件

2.1超滤

超滤装置是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特质的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。

超滤装置是一种先进的膜分离技术，溶液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜达到低压侧，从而得到透过液或称为超滤液。其超滤膜微孔可达到0.01um以下，能有效地除去水中地微粒、胶体、细菌、病毒和有机物，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。

2.2 反渗透

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透方向相反，故称反渗透。根据各物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透达到分离、提纯、纯化和浓缩的目的。

除了渗透压，反渗透运行的另一个关键就是选择性的膜即半透膜。反渗透的净水效果通常用除盐率的高低来衡量，而反渗透除盐率的高低主要取决于反渗透膜的选择性。目前较高选择性反渗透膜元件除盐率可达99.5%以上，采用反渗透作为主要脱盐装置可以节省大量酸碱耗，降低生产成本。

2.3 超滤化学清洗条件

a)超滤膜进出口差压≥0.15MPa。

b)在运行条件不变的情况下产水量下降15~20%。

2.4 反渗透化学清洗条件

a)进水压力、中段压力、浓水压力在运行条件不变的情况下，此三个压力间的压差比初始压差上升15~20%。

b)在运行条件不变的情况下产水量下降15~20%。

c)产水量不变的情况下脱盐率下降。

3运行现状及原因分析

3.1 超滤现状

某电厂三套超滤装置设计出力126t/h（20℃），设计压力0.2MPa。目前三套超滤装置进水压力均升高至0.20MPa，产水压力仍为0.08MPa，并且在超滤进水泵频率调整至30Hz的前提下，流量依旧只有90t/h，基本可以判断超滤膜前污堵严重。而且超滤透明监视管内壁发绿发黑，有机物滋生现象明显。

3.2 反渗透现状

某电厂三套反渗透设计出力为85m3/h（20℃），正常运行时的产水流量在70~75m3/h，在运行近五个月后#1、2、3反渗透产水流量分别降至38.7、64、30.6m3/h，三套反渗透同时运行产水的流量和为133.3t/h，已无法维持两套除盐系列同时运行，严重影响了除盐制水量。期间为满足产水流量，多次调整反渗透升压泵的频率，使反渗透进水压力由0.55MPa上升至1.1MPa。

3.3 原因分析

正常超滤反渗透设备在连续运行三到四个月后就要进行化学清洗，但本次因疫情原因化学清洗厂家人员无法前来清洗，超滤反渗透装置已连续运行近五个月。连续的长周期运行必然导致膜污染，为保证除盐制水量决定班组人员自行进行一次临时化学清洗以恢复膜的通量和截留率。

4化学清洗过程及注意事项

4.1超滤碱洗

4.1.1碱洗前准备工作

（1）准备碱洗药品：NaOH、NaClO

（2）准备化验设备：烧杯、pH计及试纸

（3）冲洗化学清洗管路、药箱；执行系统隔离：关闭超滤进水阀、产水出口阀，隔离超滤测量管路。

4.1.2配制清洗液

清洗箱加注预脱盐水至1m左右液位并加热至30℃，启动清洗泵建立循环，流量控制在110t/h，建立循环后配药，加一桶NaClO约20KG，一桶NaOH约16KG，控制清洗液pH在11-12范围内。

4.1.3碱洗过程

循环碱洗→静置浸泡→循环碱洗→静置浸泡，每个碱洗过程30-60min。碱洗过程中，保持清洗液pH在规定范围内，若pH下降，及时添加NaOH，同时监视流量、温度在规定范围内。

碱洗结束后对超滤进行充分反洗并配合气洗，直至产水余氯合格。恢复清洗隔离措施后，超滤首次运行应调整进水泵频率后方可投用。

4.2 反渗透碱洗

4.2.1碱洗前准备工作

（1）准备碱洗药品：NaOH、EDTA、十二烷基苯磺酸钠

（2）准备化验设备：烧杯、pH计及试纸

（3）冲洗化学清洗管路、药箱；执行系统隔离：关闭反渗透进水阀、产水出口阀、浓水出口阀、产水排放阀、浓水排放阀，隔离反渗透测量管路。

4.2.2配制清洗液

清洗箱加预脱盐水至1m左右并加热至30℃，启动清洗泵建立内循环，加入一袋25kgEDTA

，加入一桶NaOH约20kg调整水箱pH在11-12之间，再加微量十二烷基苯磺酸钠，使发泡完全。

4.2.3碱洗过程

大循环碱洗→一段循环碱洗→二段循环碱洗→大循环碱洗，每个碱洗过程30-60min。碱洗过程中，检测清洗液pH及浓度并及时补充清洗药品，同时监视流量、温度在规定范围内。

碱洗结束后对反渗透进行充分冲洗直至产水pH及电导率合格。恢复清洗隔离措施后，反渗透首次运行应正洗30min后方可投用。

4.3 注意事项

（1）超滤装置进行化学清洗前都必须先进行夹气反洗。

（2）超滤和反渗透化学清洗完成后，最好立即投入正常运行，化学清洗后至投入运行时间不得超过 24 小时。

（3）清洗剂在循环进膜组件前必须经过100um的滤芯过滤，以防有杂质颗粒进入超滤和反渗透组件，清洗结束后必须将滤芯取下。

（4）清洗液温度应尽量高一些，一般可控制在30℃～40℃，提高清洗液温度能够提高清洗的效率。

（5）必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。且每次清洗后，应排尽清洗剂，用超滤或RO 产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。

5化学碱洗前后数据对比

超滤碱洗前后运行参数如表5-1：

表5-1    超滤碱洗前后运行参数对比

反渗透碱洗前后运行参数如表5-2：

表5-2    反渗透碱洗前后运行参数对比

对比可以看出只碱洗的情况下，超滤运行参数提升较小，碱洗效果不显著，而反渗透运行参数基本恢复至原先水平，碱洗效果明显，故将超滤再进行酸洗。

6超滤酸洗

6.1碱洗前准备工作

（1）准备碱洗药品：草酸、盐酸

（2）准备化验设备：烧杯、pH计及试纸

（3）冲洗化学清洗管路、药箱；执行系统隔离：关闭超滤进水阀、产水出口阀，隔离超滤测量管路。

6.2配制清洗液

清洗箱加预脱盐水至1m左右，启动清洗泵建立循环，流量控制在110t/h，建立循环后配药，加一袋草酸25KG，添加少量盐酸，控制清洗液pH在2.5左右。

6.3酸洗过程

循环酸洗3小时，酸洗过程中，注意观察清洗液颜色的变化，定期取样实测清洗液pH在规定范围内，若pH升高应及时添加草酸，并保持流量稳定。

酸洗循环结束后对超滤进行反洗30min期间配合气洗，反洗结束恢复清洗隔离措施后，超滤首次运行应调整进水泵频率后方可投用。

6.4超滤酸洗前后数据对比

超滤酸洗前后运行参数如表6-3：

表6-3    超滤酸洗前后运行参数对比

7化学清洗总结

7.1 超滤

从本次清洗结果来看，虽然碱洗后运行流量提升了10%以上，但进出水差压并未有显著改善，而在超滤酸洗过后，膜差压显著下降，证明除了有机物污堵外，膜孔间还存在着一定程度的结垢，因此单纯的碱洗只能稍微改善超滤的膜通量，只有碱洗与酸洗相配合才能满足超滤装置的日常维护需求。

7.2 反渗透

通过对比碱洗前后数据发现，反渗透碱洗后，进口压力明显下降，进水、产水流量显著提高，表明只碱洗就能达到预期效果。

作者简介

周杨，华能南通电厂，1997.2，汉，女，江苏南通，江苏省南通市，226003，助理工程师，本科，超滤反渗透化学清洗。

邵飞，华能南通电厂，1989.6，汉，男，江苏南通，江苏省南通市，226003，助理工程师，本科，化学技术监督。

张海燕，华能南通电厂，1992.10，汉，女，江苏南通，江苏省南通市，226003，助理工程师，本科，化学技术监督。