1 反滲透膜的異常情況
例如河北某電廠采用污水處理廠再生水作為生產水源,鍋爐補給水處理系統(tǒng)采用超濾+反滲透的預脫鹽和傳統(tǒng)的陽、陰離子交換工藝。該電廠鍋爐補給水處理車間2號反滲透裝置在2019年9月出現異常情況。其給水壓力、壓差、產水流量和脫鹽率均出現異常,如圖1所示,給水壓力增大了約40%,壓差由0.13 MPa增加到0.55 MPa。圖2是化學清洗前后產水流量與脫鹽率隨時間變化圖,由圖2可知,產水流量由55 m3·h-1降至37 m3·h-1,脫鹽率由93.84%降至90.80%,下降約3.2%。
反滲透系統(tǒng)在運行過程中,一般認為出現下列現象之一者屬于異常情況,反滲透膜需要進行化學清洗:膜產水透過量下降10%~15%;裝置的脫鹽率降低10%~15%;膜的壓力差增大10%~15%。常見的異常現象主要表現在流量、脫鹽率和壓差上,檢查原因首先排除原水水質是否發(fā)生變化。對于輕微的膜污堵進行簡單的循環(huán)清洗即可,較嚴重的膜污染或者結垢情況則需要進行化學清洗。
2 反滲透膜化學清洗藥劑的選擇
當確認反滲透膜組件被污染后,必須進行化學清洗。針對不同的污染物,須采用不同的化學清洗劑。反滲透膜的污染或結垢受其污染物的種類、膜本身的材質等諸多條件的影響。如表1所示,碳酸鈣垢和硫酸鈣垢的清洗主要采用酸和EDTA鹽;微生物和細菌污染采用非氧化性的殺菌劑;鐵污染的來源是管道或過濾器中腐蝕的鐵,主要的清洗藥劑為亞硫酸氫鈉;無機膠體污染出現的原因主要是再生水的預處理不當,產生的無機膠體進入到反滲透系統(tǒng),清洗方式主要采用低濃度的NaOH溶液。
3 反滲透膜化學清洗過程注意事項
3.1 清洗前準備工作
根據反滲透膜出現的異?,F象,確定反滲透確實需要化學清洗。對反滲透膜上的污染物或結垢物進行采樣分析,確定污染物或結垢物的化學成分,進而根據表1確定需要采用的化學配方?;瘜W清洗前檢查電加熱裝置是否能夠正常工作,確保清洗液的溫度不低于15℃。
3.2 清洗藥液的配置
化學清洗藥劑的配置是化學清洗過程的基礎,其中要藥劑的濃度直接影響化學清洗的效果。按計算好的藥劑量將藥劑倒入化學清洗箱中。注水至化學藥箱滿液位線時,啟動清洗液循環(huán)泵,循環(huán)攪拌5 min左右,使之充分混合。檢測其pH值,調節(jié)pH值至要求范圍內。
3.3 浸泡
浸泡是反滲透化學清洗過程中的關鍵過程,既可以使化學液與污染物有足夠的時間發(fā)生相應的化學反應,又能讓污染物從膜的表面脫落,溶于化學液中,達到化學清洗的目的。在化學清洗過程中,一定要保證足夠的浸泡時間。
河北某電廠針對出現的異?,F象,結合對反滲透進水硬度、pH和堿度的化驗分析以及阻垢劑的加入量分析,判斷異常原因是碳酸鈣結垢?;瘜W清洗后給水壓力、壓差、流量和脫鹽率變化如圖1、圖2所示,可見化學清洗后2號反滲透裝置運行狀況良好,壓差在0.40 MPa左右,脫鹽率在92.41%左右。運行一段時間后各項指標恢復到化學清洗前,脫鹽率下降到81.1%。檢查清洗記錄發(fā)現技術人員未嚴格按照化學清洗步序,導致反滲透膜在化學藥劑中的浸泡時間不足,未達到化學清洗效果。
3.4 循環(huán)清洗過程
循環(huán)清洗是反滲透系統(tǒng)化學清洗的主要過程。該過程中化學液與膜內部污染物發(fā)生物理的動力接觸,進一步發(fā)生滲透、摩擦、剪切等反應,從而達到化學清洗的目的。清洗過程中清洗液的pH值是重要的測定參數,通過pH的變化可以判斷系統(tǒng)清洗的狀況和清洗階段?,F場可采用精密試紙法或便攜式pH儀進行檢測。
4 結論
反滲透進水水質的變化,使得反滲透裝置在運行過程中經常會出現壓差升高、脫鹽率下降等問題,同時增加運行維護工作量。出現異常情況時,應結合各項給水指標,判斷污染類型,確定化學清洗藥劑,同時在化學清洗過程中應嚴格控制清洗劑的溫度和pH值,保證足夠的浸泡時間,使得清洗劑和污染物可以反應完全。在日常工作中應嚴格按照國家標準進行,保證反滲透給水品質,可以有效地降低反滲透膜污染,延長膜清洗周期。
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