反滲透?jìng)溆媚ぴ碾x線清洗
[摘要] 隨著反滲透脫鹽工藝的廣泛應(yīng)用，反滲透膜的污染因其預(yù)處理工藝、預(yù)處理效果以及各地水源水質(zhì)的不同，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的污染。反滲透膜污染到一定程度，就必須進(jìn)行清洗。而反滲透膜在遭受重度污染的情況下，在線清洗已經(jīng)不能夠滿足膜元件性能恢復(fù)的需要，離線清洗就成為解決這一問(wèn)題的唯一辦法。在離線清洗過(guò)程中，使用備用膜是保證離線清洗過(guò)程中反滲透裝置能夠不間斷運(yùn)行，且對(duì)于查明系統(tǒng)污染原因最為有效的辦法。本文主要介紹了反滲透膜重度污染的離線處理方法以及離線清洗過(guò)程中備用膜的選擇使用反滲透?jìng)溆媚さ闹匾院颓逑磳?shí)例，以供同行參閱。
[關(guān)鍵詞] 反滲透；備用膜；重度污染；離線清洗
反滲透系統(tǒng)因其先進(jìn)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)特性，已形成國(guó)內(nèi)各行業(yè)龐大的用戶群，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)反滲透水處理用戶已超過(guò)數(shù)萬(wàn)家。
反滲透膜元件作為深層的過(guò)濾手段，其表面不可避免的會(huì)殘留有膠體、微生物、雜質(zhì)顆粒及難溶鹽類在其表面的析出，因此，在多種領(lǐng)域使用的反滲透裝置，一旦投入使用，最終都需要清洗，只是清洗周期的長(zhǎng)短不同而已。然而，在線清洗作為一種反滲透系統(tǒng)清洗保養(yǎng)、沖擊性殺菌以及定期保護(hù)的手段，在面臨反滲透膜元件重度污染時(shí)就顯得無(wú)能為力，這個(gè)時(shí)候就需要對(duì)反滲透膜元件進(jìn)行離線清洗。
1 反滲透膜元件重度污染的特征及離線清洗
雖然反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都會(huì)有一定程度的富裕量，以保證在緊急時(shí)刻不至于因?yàn)榉礉B透系統(tǒng)的產(chǎn)水量或脫鹽率下降、反滲透系統(tǒng)壓差升高而使得供水不足而對(duì)安全生產(chǎn)造成威脅，但實(shí)際上也正是由于這些富裕量的存在才使得有時(shí)候隱藏的故障不能夠及時(shí)的表現(xiàn)出來(lái)，這樣最終可能就演變?yōu)榉礉B透膜元件的重度污染
。
1．1 反滲透膜元件重度污染的概念
指反滲透系統(tǒng)進(jìn)水中所含的懸浮物、膠體、有機(jī)物、微生物及其它顆粒對(duì)RO膜產(chǎn)生的表面附著、沉積污染或者水中的化學(xué)離子成分在膜表面因濃差極化等因素導(dǎo)致的離子積大于溶度積后的化學(xué)垢類生成等現(xiàn)象。重度污染則指污染后的單段壓差大于系統(tǒng)投運(yùn)初期單段壓差值的2倍以上、反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量下降30%以上或者單支反滲透膜元件重量超過(guò)正常數(shù)值3公斤以上的情況。
重度污染往往是重度物理污染和重度化學(xué)污染的疊加，某些情況下，二者同時(shí)伴生，且在一定程度上是在多次清洗后污染還反復(fù)發(fā)生。
1．2 重度污染RO膜的離線清洗要求
當(dāng)下列情況發(fā)生時(shí)，需要對(duì)重度污染RO膜元件進(jìn)行離線清洗：（1）反滲透膜元件污染符合“重度污染”標(biāo)準(zhǔn)；（2）反滲透系統(tǒng)通過(guò)在線清洗不能夠達(dá)到系統(tǒng)額定標(biāo)準(zhǔn)的；（3）水處理系統(tǒng)由于供水緊張而不能夠進(jìn)行在線清洗或沒(méi)有在線清洗設(shè)備的；（4）反滲透污染類型較為復(fù)雜，通過(guò)在線清洗容易引起交叉污染的；（反滲透系統(tǒng)前段污染物可能會(huì)通過(guò)在線清洗被帶入系統(tǒng)后段，而使后段膜元件遭受污染的稱為交叉污染）（5）反滲透系統(tǒng)在多次清洗后污染還反復(fù)發(fā)生。
1.3 反滲透膜元件的離線清洗方式及步驟
1.3．1 首先用性能優(yōu)良的備用膜元件替換反滲透系統(tǒng)上的待清洗膜元件，以保證反滲透系統(tǒng)不停止運(yùn)行，保證整個(gè)生產(chǎn)工藝的持續(xù)穩(wěn)定。
1.3．2 反滲透膜元件性能測(cè)試（此步驟尤為重要）：
對(duì)每一支膜元件單獨(dú)測(cè)試其各項(xiàng)性能指標(biāo)，包括：脫鹽率、產(chǎn)水量、壓差、重量等，并作好測(cè)試前記錄。
脫鹽率、產(chǎn)水量和壓差測(cè)試條件：符合不同類型膜廠商提供的標(biāo)準(zhǔn)。
1.3．3 系統(tǒng)清洗前了解系統(tǒng)目前運(yùn)行狀況；
1.3．4 采集運(yùn)行反滲透系統(tǒng)的各參數(shù)指標(biāo)，作好原始記錄；
1.3．5 根據(jù)用戶原水全分析報(bào)告、性能測(cè)試結(jié)果及所了解的系統(tǒng)信息判斷清洗流程；
1.3．6 污染物的鑒定。首先根據(jù)3.5的分析結(jié)果初步判定，再通過(guò)特殊的設(shè)備、器具作進(jìn)一步的驗(yàn)證，以確定具體污染物類型。
1.3．7 根據(jù)3.5、3.6的分析結(jié)果，確定所需清洗配方。當(dāng)RO膜上的污染物確定后，我們可以選擇膜制造商提供的系列配方，選擇較為合適的一種或兩種配方；或者選擇特殊配方（當(dāng)RO膜被特殊的污染物污染時(shí)，采用普通的配方效果欠佳，或者從經(jīng)濟(jì)性角度比較時(shí)，特殊配方較為經(jīng)濟(jì)）。目前，國(guó)內(nèi)外有許多反滲透膜元件清洗的專用藥劑，如開元恒業(yè)的KY系列清洗藥劑和殺菌劑，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，使用效果良好，且同傳統(tǒng)藥劑比較，經(jīng)濟(jì)性也不錯(cuò)。
1.3．8 在反滲透專用清洗設(shè)備上用以上清洗劑結(jié)合物理處理清洗手段進(jìn)行試驗(yàn)性清洗，以選擇恰當(dāng)?shù)那逑磁浞胶颓逑闯绦颍?/p>
1.3．9 確定清洗方法，對(duì)以上所有膜元件進(jìn)行處理；
1.3．10 對(duì)清洗后的膜元件進(jìn)入測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行測(cè)試并作記錄，不符合要求的將重新送入清洗設(shè)備進(jìn)行處理；
1.3．11 整理清洗數(shù)據(jù)資料，寫出清洗總結(jié)報(bào)告。
備用膜在離線清洗過(guò)程中的重要性
在目前的反滲透膜元件清洗中，離線清洗作為有效的徹底消除反滲透膜元件污染的手段已經(jīng)得到廣大反滲透用戶的接受，且正在成為越來(lái)越重要的反滲透膜元件清洗手段。
但是也有越來(lái)越多的業(yè)主單位增添了一定的困惑：1、反滲透膜元件在離線清洗期間，水處理系統(tǒng)必須停止運(yùn)行或間斷運(yùn)行，這對(duì)于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)往往是很難做到的事情，且即使做到也是在影響正常生產(chǎn)的情況下做出的，給企業(yè)利潤(rùn)和安全生產(chǎn)帶了相當(dāng)大的隱患；2、由于沒(méi)有備用膜元件，只有加快清洗進(jìn)度，結(jié)果是膜元件清洗效果不能完全滿足要求，污染隱患仍在；3、經(jīng)過(guò)離線清洗后的系統(tǒng)在安裝初期運(yùn)行參數(shù)還不錯(cuò)，但是在清洗過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的污染原因以及所采取的解決辦法沒(méi)有得到充分的驗(yàn)證，污染往往又隨之而來(lái)。即使在簽訂了關(guān)于質(zhì)保期的相關(guān)內(nèi)容，但反滲透系統(tǒng)在不久后進(jìn)入污染---清洗---污染的怪圈使得膜元件的使用壽命也越來(lái)越短，也會(huì)因其它種種原因業(yè)主利益不一定能得到保證。
備用膜元件在離線清洗初期就應(yīng)運(yùn)而生，良好的性能使得備用膜元件也有了不次于新膜很多的能力。在使用備用膜期間：1、有效的對(duì)清洗過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題采取措施進(jìn)行處理并一一驗(yàn)證；2、可能在對(duì)RO預(yù)處理所采用的某些措施是不合適的，有可能對(duì)膜元件產(chǎn)生損害，但由于是備用膜元件（舊膜），因此可能遭受的損失也較小，無(wú)論對(duì)于甲方還是乙方都是有好處的；3、采取有效措施對(duì)問(wèn)題解決后，需要一段時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)的觀察來(lái)證明催所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題所采取的措施是否穩(wěn)妥得當(dāng)，并是否能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，有了第一手的數(shù)據(jù)，清洗后的污染問(wèn)題就不是問(wèn)題，也不再是那流于紙上的一段文字所能比擬的。
備用膜在離線清洗中得到有效應(yīng)用實(shí)例
某化工廠純水車間水處理兩套反滲透裝置（BW30-400膜元件）最初設(shè)計(jì)能力為2×100噸/小時(shí)，采用一級(jí)兩段處理，12：6排列，該系統(tǒng)從2002年2月投運(yùn)，最初的系統(tǒng)進(jìn)口壓力為11.6kgf/cm2,系統(tǒng)產(chǎn)水量為100噸/小時(shí)。后因系統(tǒng)預(yù)處理殺菌劑加入不得當(dāng)脫鹽率下降嚴(yán)重，進(jìn)行了首次換膜處理；更換膜元件后，系統(tǒng)運(yùn)行壓差出現(xiàn)上升較快，產(chǎn)水量下降嚴(yán)重，最重時(shí)產(chǎn)水量低至68噸/小時(shí)，總壓差升至10kgf/cm2，盡管有多次的在線與離線清洗，但鑒于對(duì)系統(tǒng)膜元件的影響，具體的污染解決方案確沒(méi)有充分得到實(shí)施，其后情況依舊。
3．1 清洗前的運(yùn)行參數(shù)
清洗前運(yùn)行參數(shù)見表1
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3．2 以上兩套系統(tǒng)使用備用膜元件的離線清洗過(guò)程
考慮以上因素，最終選擇了離線清洗方式，由備用膜元件替代現(xiàn)有系統(tǒng)中的膜元件，不僅解決了燃眉之急，同時(shí)也給被污染反滲透膜的清洗爭(zhēng)取了時(shí)間。
根據(jù)對(duì)系統(tǒng)工藝流程的分析和膜元件污染情況的觀察，最重確定了可能是源水水質(zhì)較差，其中帶來(lái)細(xì)小的泥沙、微生物污染物以及預(yù)處理設(shè)備脫落物等污染物進(jìn)入了膜元件內(nèi)部，系統(tǒng)阻垢劑使用不當(dāng)?shù)仍。?jīng)過(guò)充分論證后，通過(guò)更改KY-150反滲透專用阻垢劑以及對(duì)反滲透保安過(guò)濾器進(jìn)行改造，反滲透運(yùn)行參數(shù)日漸穩(wěn)定。（期間也因改造措施不到位，對(duì)系統(tǒng)中污染較重的幾只膜元件進(jìn)行了更換）。
清洗方面，采用了由鄭州開元恒業(yè)研制的清洗測(cè)試一體機(jī)對(duì)清洗前后的膜元件性能參數(shù)進(jìn)行了一一測(cè)試，最終將少數(shù)幾個(gè)性能較差的膜元件剔除，并按照測(cè)試結(jié)果在設(shè)備上對(duì)膜元件進(jìn)行了有效排序安裝，膜元件再安裝到系統(tǒng)上之后的效果令人滿意，清洗后的運(yùn)行參數(shù)見表2。
結(jié)束語(yǔ)：在反滲透的污染控制中，最根本的措施在于以反滲透為核心的水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及制造安裝過(guò)程、反滲透系統(tǒng)各種耗材的選擇、運(yùn)行管理水平等方面的控制。這些方面的良好把握對(duì)反滲透系統(tǒng)的安全健康運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。
當(dāng)然，當(dāng)反滲透系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重污染時(shí)，首先采取的措施一定是要分析污染的原因、查找解決污染的方法，并通過(guò)恰當(dāng)?shù)耐緩皆谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)對(duì)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行清洗，因?yàn)殡S著時(shí)間的延長(zhǎng)，意味著清洗難度的下降。
備用膜元件在膜元件的離線清洗過(guò)程中有著至關(guān)重要的作用，應(yīng)當(dāng)成為清洗工作的必備。同時(shí)建議在清洗工作開始前，要咨詢資深水處理專家或?qū)I(yè)技術(shù)公司，力爭(zhēng)清洗方案的完備性。
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