某電鍍廠純水系統(tǒng)污染分析及清洗
0·引言
目前，反滲透膜廣泛應(yīng)用于海水淡化、廢水處理及回用、純水制作等領(lǐng)域。無論運(yùn)用于哪個(gè)領(lǐng)域膜污染的控制問題都是該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的限制因素，化學(xué)清洗是控制膜污染的主要方法之一[1]。近年來，也有很多文章介紹反滲透膜的污染原因和清洗方法[2-5]。但是，在實(shí)際操作中，還是需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)清洗工藝和方法進(jìn)行調(diào)整。在這里，筆者從自身的調(diào)試實(shí)踐出發(fā)，深入分析了某電鍍廠純水系統(tǒng)反滲透膜的污染原因及清洗方法，以期為純水制作過程中反滲透膜的清洗提供科學(xué)有效的方法。
1·某電鍍廠純水系統(tǒng)運(yùn)行情況
某電鍍廠的純水系統(tǒng)包括砂濾與活性炭?jī)杉?jí)過濾、超濾及反滲透膜，通過此系統(tǒng)把地表水或者自來水制成電導(dǎo)率≤10us/cm合格的生產(chǎn)用水，即純水。
該純水系統(tǒng)自2010年投入使用至2011年5月，使用自來水為進(jìn)水水源。雖然當(dāng)?shù)氐淖詠硭|(zhì)時(shí)好時(shí)壞，因?yàn)橛辛己玫念A(yù)處理系統(tǒng)作為屏障，所以純水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況基本穩(wěn)定，出水水質(zhì)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但是至2011年5月后，純水系統(tǒng)運(yùn)行工況明顯變差，產(chǎn)水水量和水質(zhì)均下降，各段間壓差也明顯增加，為此廠方對(duì)反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗。但清洗不久后系統(tǒng)產(chǎn)水量隨之下降，出水水質(zhì)不理想，說明清洗效果并不理想。到了7月份整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況變得更差，膜系統(tǒng)經(jīng)過清洗后性能仍無法得到有效恢復(fù)。針對(duì)這種情況，筆者認(rèn)真查閱了國(guó)內(nèi)外清洗技術(shù)的有關(guān)文獻(xiàn)及膜技術(shù)手冊(cè)，結(jié)合自己多年從事膜技術(shù)應(yīng)用的工作經(jīng)驗(yàn)及純水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，配制了有效清洗配方，獲得了良好的清洗效果。
2·系統(tǒng)的污染原因分析及清洗方案的設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)的污染原因
通過查看運(yùn)行記錄及純水系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)情況，結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，可以判斷出造成純水系統(tǒng)污染的原因主要有以下幾個(gè)方面：
1）濃縮比過高
由于自來水的水量不足，廠方增加了反滲透系統(tǒng)的濃水回流比，其直接的結(jié)果是造成系統(tǒng)排污不足，濃縮比過高，這就導(dǎo)致系統(tǒng)過度濃縮。而過度濃縮會(huì)使系統(tǒng)結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)急劇增加，而系統(tǒng)一旦結(jié)垢，主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)透水量下降，脫鹽率降低。值得一提的是，即使過度濃縮時(shí)間很短，一旦生成碳酸鈣結(jié)晶體，也會(huì)引發(fā)結(jié)晶的生長(zhǎng)蔓延。
2）阻垢劑的加藥量不足
從2010年3份開始阻垢劑的加藥量存在不足的情況。甚至出現(xiàn)了很長(zhǎng)有段時(shí)間都沒有投加阻垢劑的情況。系統(tǒng)投運(yùn)以來，阻垢劑的加藥量需一直維持在2ppm~3ppm左右，但是從3月份以來的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出，用量明顯低于該數(shù)據(jù)，期間甚至出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間沒有投加藥劑的情況。藥劑的投加量不足，沒有起到完全的阻垢作用，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了污堵的風(fēng)險(xiǎn)。
3）進(jìn)水水源問題
2010年7月份開始由于自來水供水不足，廠方?jīng)Q定使用地表水（水庫水）作為進(jìn)水水源。當(dāng)時(shí)地表水的處理系統(tǒng)沒有建成，廠方僅利用懸浮式取水設(shè)備直接從水庫中取水。但因水庫有進(jìn)行魚類養(yǎng)殖，而且水庫水的鐵、錳含量均較高，所以使用水庫水作為進(jìn)水水源，給系統(tǒng)帶來了很大的危害。
2.2清洗方案的設(shè)計(jì)
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況及上述污染原因分析，可以知道整個(gè)膜系統(tǒng)存在嚴(yán)重的結(jié)垢、有機(jī)物污染、微生物污染、甚至是鐵污染等。因?yàn)槲廴据^為嚴(yán)重，單一藥劑的清洗已經(jīng)無法恢復(fù)膜性能。為此，作者針對(duì)該情況確定了超濾膜及反滲透膜兩套不同的清洗方案。
2.2.1超濾膜系統(tǒng)的清洗
超濾膜的清洗方法分三步：1）配制2％檸檬酸，松動(dòng)污堵物、清洗垢類及松動(dòng)金屬氧化物。清洗藥液溫度調(diào)到35℃~40℃。pH值控制在3.0~3.5。循環(huán)清洗60min，浸泡2h，然后再循環(huán)清洗60min。清洗后用超濾膜產(chǎn)水沖洗干凈；2）次氯酸鈉殺菌。配置80ppm的次氯酸鈉對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)殺菌，時(shí)間為1小時(shí)，殺菌后也用超濾產(chǎn)水沖洗干凈；3）使用廈門綠創(chuàng)科技有限公司自行研發(fā)的高效清洗劑LECCAN-UF進(jìn)行清洗。配置1％~2％高效清洗劑LECCAN-UF，添加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為10.0~11.0，溫度控制在35℃~40℃。循環(huán)清洗60min，浸泡2h，然后再循環(huán)清洗60min。
2.2.2反滲透膜的清洗
反滲透膜清洗方法也分為三步：1）配置2％檸檬酸，松動(dòng)污堵物，清洗垢類及松動(dòng)金屬氧化物。清洗藥液溫度調(diào)到35℃~40℃。pH值控制在3.0~3.5之內(nèi)。循環(huán)清洗60min，浸泡2h，然后再循環(huán)清洗60min，清洗完后用超濾膜產(chǎn)水沖洗干凈；2）殺菌。配置100ppm的反滲透專用殺菌劑LECCAN-A對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)殺菌，時(shí)間為1小時(shí)，殺菌完成后用超濾膜產(chǎn)水沖洗干凈；3）使用廈門綠創(chuàng)科技有限公司自行研發(fā)的高效清洗劑LECCAN-UF進(jìn)行清洗。配置1%~2%高效清洗劑LECCAN-RO，添加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為10.5~11.0。溫度控制在35℃~40℃。循環(huán)清洗60min，浸泡2h，然后再循環(huán)清洗60min。
2.2.3清洗效果
清洗方案確定后，清洗操作是清洗效果良好的有效保證。在清洗過程中，需要控制清洗液的溫度、pH和清洗流量等參數(shù)在清洗方案設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。若污染的情況比較嚴(yán)重，則可以采取循環(huán)清洗、浸泡、再循環(huán)清洗的方式，可獲得較好的清洗效果。由于本系統(tǒng)的污染情況較嚴(yán)重，所以按照上述的清洗方案進(jìn)行了多次反復(fù)的清洗。清洗后，超濾系統(tǒng)的產(chǎn)水由原來的10t/h增加到15t/h，系統(tǒng)的跨膜壓差降到正常水平。反滲透系統(tǒng)出水能力明顯提高，各段壓差已經(jīng)降低，產(chǎn)水水質(zhì)明顯提高，電導(dǎo)率下降幅度較大，如表1。實(shí)踐證明，該清洗效果良好。
表1反滲透裝置清洗前、后主要指標(biāo)比較
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3·結(jié)論
導(dǎo)致膜系統(tǒng)污染的因素較多，常見的污染經(jīng)常是很多污染物共同存在并相互影響，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行狀況迅速惡化，不能僅根據(jù)其壓差增大、脫鹽率下降等共性進(jìn)行單一污染原因的處理，需要操作人員掌握必要的相關(guān)知識(shí)并根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行綜合分析，確定污染類型及導(dǎo)致污染的原因，采取合理的清洗方案，并適時(shí)調(diào)整。
參考文獻(xiàn)
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[5]王木忠，臧殿榮，石鑫.離線清洗技術(shù)在反滲透水處理中的應(yīng)用[J].清洗世界，2011，27(7)：4-7.
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