電鍍廢水中水回用RO膜清洗及保護方法探究

滕志強++劉莉++趙冬梅

[摘 ?要]反滲透技術是電鍍工業廢水處理和回用的關鍵技術，所采用的核心部件是RO膜，RO膜的品質決定了處理效率和水質。RO膜在使用過程中受到溶解性物質（如氯化物）、難溶鹽（如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽）金屬氧化物和重金屬的污染，導致處理能力和水質下降，本文給出了電鍍廢水處理所使用的RO膜的清洗和停運保護方法。

[關鍵詞]RO膜 ?清洗 ?保護

中圖分類號：X781.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0389-01

0 引言

電鍍廢水處理及回用通常采用RO膜反滲透技術。在反滲透過程中，溶劑（水）的透過速率遠遠大于溶解在水中的溶質（鹽分）的透過速率，通過半透膜實現了溶劑和溶質的分離，得到純水以及濃縮的鹽溶液[1]。

反滲透膜過濾是橫流過濾方式，即將原水中的部分水沿與膜垂直的方向透過膜，此時鹽類及各種污染物被膜表面截留下來，并被沿與膜面平行方向流動的剩余的另一部分原水攜帶出反滲透裝置，因此過濾與清洗同步進行。但這種同步清洗方式并不能完全將膜表面污染物除掉，隨著時間的推移，膜表面殘留的污染物逐漸增多，膜污染逐漸加重，伴隨污染的發生，膜透水速度下降，水流阻力增加，脫鹽效果變差。所以，反滲透裝置在運行過程不可避免地會受到污染。污染物沉積在膜上，堵塞進水流道、增加摩擦阻力（壓力降），并導致產品水質下降。為了減輕反滲透膜在使用過程中可能發生的污染、濃差極化、結垢、微生物侵蝕、水解、氧化、壓力及高溫變質等，為了使反滲透膜長期穩定運行，總結出了RO膜清洗和停運保護方法。

1 膜污染的原因

車間電鍍廢水主要有害成分是：CN-、Cr6+、F-、酸堿、重金屬離子等，針對有害成分采用添加化學藥劑的化學方法進行處理，造成膜污染的原因主要有以下幾種：

碳酸鈣結垢污染;

硫酸鈣等沉淀的污染;

金屬氧化物、金屬氫氧化物等沉淀的污染;

無機膠體的污染。

2 膜的清洗

RO膜清洗分為在線化學清洗和離線化學清洗兩種。離線清洗是將RO膜從機架上拆下，逐個進行藥劑浸泡清洗，清洗藥劑對膜的損傷程度很大。本項目采用在線清洗。

2.1 在線化學清洗概述

（1）化學清洗的目的：化學清洗的主要目的是保證反滲透系統的產水量和產水水質，且為了延長反滲透膜的使用壽命[2]。

（2）化學清洗的條件：發生以下情況時，沖洗已經不能使反滲透膜的性能恢復，這時就需要進行化學清洗：

①標準化條件下的產水量下降10 ～15 %;

②進水和濃水之間的系統壓差升高到初始值的1.5倍;

（3）化學清洗的頻率：根據處理水質以及實際運行情況確定化學清洗的頻率一般是3-6 個月。即使在沒有發生異常時，為了能夠更好的保證系統正常運行，一般可以考慮每6 個月進行1 次化學清洗。

2.2 在線清洗藥劑的選擇

（1）清洗藥劑的選擇

根據電鍍廢水RO 膜可能存在的污染因子，選用以下化學藥劑。（見表1）

（2）清洗藥劑與pH 值的關系

藥品清洗時pH 值的范圍受到清洗液水溫的限制。本項目中中水回用部分選用的抗污染的PROC10 型膜元件，純水工藝選用的是CPA 型膜元件。下表給出了在不同溫度下清洗兩種膜元件時的pH 值的限定范圍。超出這一范圍膜元件可能會造成不可恢復的損壞。（見表2）

（3）清洗藥劑的用量

反滲透膜元件清洗時所需清洗液的體積的計算法如下表。本項目中選用的PROC10 型膜元件和CPA 型膜元件均為8 英寸。（見表3）

注意：在清洗過程中，污染物會消耗清洗藥品，pH 值會因此發生變化，藥品的清洗能力會降低。因此要隨時監測pH 值的變化，及時調節pH 值。一般測定pH 值偏離于設定pH 值0.5 以上時，需要添加藥品。

2.3 在線化學清洗設備

在線清洗是膜元件保留在壓力容器中進行，清洗設備一般包含清洗水槽，過濾器、循環泵、壓力表、溫度計、壓力表、閥門、取樣點以及管線。清洗水槽的容積要保證滿足連接軟管、管路和反滲透壓力容器內置換用水水量的要求。

2.4 在線化學清洗操作步驟

本項目中RO 膜的化學清洗步驟如下所示。具體的事項可根據現場的工作條件確定。

①沖洗膜元件，用反滲透產水或離子交換水進行五分鐘沖洗。

②配置藥品，保證藥品完全溶解。

③循環。用低流量置換膜元件中的水，排放一部分清洗液后，進行循環。循環流量以下表的范圍為準。（見表4）

污染嚴重時，如果選擇大流量循環，則有可能會產生壓差過高的問題，從而損壞膜元件（單支膜元件最大壓降0.07MPa）。此時，采用以下方法進行操作比較可靠：循環運行開始5 分鐘，按設定流量1/3 的量進行循環;循環5–10 分鐘間，按設定流量2/3 的循環流量循環;10 分鐘后按流量要求循環。循環的時間要根據具體情況決定。一般以1 小時為準。這期間要隨時檢測pH 值是否變化。壓力應該盡量保持較低的水平，盡可能的沒有產水出現。同時監測壓差是否有變化。

④浸泡及再循環。緩慢關閉反滲透膜元件入口的閥門，循環量接近零時，關閉循環泵。為了防止液體流出壓力容器，浸泡時可以關閉相關的閥門。浸泡的時間根據污染的程度決定。一般1-12 小時范圍。浸泡后打開相關閥門再進行循環。

⑤沖洗。用反滲透產水或離子交換水沖洗膜元件和清洗裝置中的藥液。這

時系統從循環狀態替換到排放狀態。用供給水沖洗膜系統。沖洗的時間大約為20–60 分鐘。可以通過測定排水的pH 值和電導率來判斷沖洗是否徹底，pH 值和電導率的數值和進水的數值相近，并不再發生變化時就可以停止沖洗。

⑥試運行。正常啟動系統，初期產水要排放掉，直至產水的水質達到要求為止。為了得到穩定的反滲透產水水質，恢復的時間要幾小時到幾天時間。尤其采用堿性溶液清洗（高pH 值）后，水質恢復需要較長的時間。

參考文獻：

[1]許振良.超濾-反滲透膜技術處理印染與化纖廢水及其中水回用[J].膜分離技術在冶金工業中應用研討會論文集，2009.10