鋼鐵廢水處理中反滲透膜的在線化學(xué)清洗

楊有華 朱尤林

摘要：隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，反滲透膜不可避免地會(huì)被所截留的有機(jī)物、微生物、無(wú)機(jī)鹽垢等污染，最終會(huì)導(dǎo)致反滲透脫鹽率下降、產(chǎn)水量減少等現(xiàn)象發(fā)生，而有效的化學(xué)清洗則對(duì)反滲透正常運(yùn)行發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文結(jié)合某鋼廠反滲透膜污染情況進(jìn)行分析，找到了一套鋼鐵廢水處理中反滲透膜污染的清洗方法，使反滲透膜性能得到了很好的恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：鋼鐵廢水 反滲透 化學(xué)清洗

1、污水處理系統(tǒng)情況

1.1污水處理工藝概述

鋼廠內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)廢水通過排水管網(wǎng)經(jīng)粗、細(xì)格柵截留大的污染物后進(jìn)入生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)池，均勻水質(zhì)后輸送至高密沉淀池進(jìn)行混凝、沉淀處理，而后經(jīng)過重力式V型濾池過濾后進(jìn)入中水池，中水輸送至深度處理系統(tǒng)經(jīng)超濾過濾后繼續(xù)輸送至反滲透進(jìn)行深度脫鹽處理制備出脫鹽水供各用戶使用。

1.2反滲透設(shè)備情況簡(jiǎn)介

深度處理系統(tǒng)設(shè)有反滲透裝置5套，處理水量為100 m3/h，采用一級(jí)兩段式布置，膜元件采用美國(guó)海德能卷式聚酰胺復(fù)合膜。

2、反滲透的清洗標(biāo)準(zhǔn)及污染特征

2.1 反滲透化學(xué)清洗的標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)物理沖洗已經(jīng)不能使反滲透膜的性能恢復(fù)，發(fā)生以下情況時(shí)，就需要進(jìn)行化學(xué)清洗。【1】

① 標(biāo)準(zhǔn)化條件下的產(chǎn)水量下降10–15 %;

② 進(jìn)水和濃水之間的系統(tǒng)壓差升高到初始值的1.5倍;

③ 產(chǎn)水水質(zhì)下降10-15%。

2.2、反滲透染污的特征

3、反滲透污堵情況分析

3.1反滲透污染情況

從表2中可以看出反滲透2#運(yùn)行20天，進(jìn)口壓力、段間壓差等不斷升高，產(chǎn)水率和脫鹽率不斷下降，對(duì)照表1反滲透污染特征推斷2#反滲透主要為有機(jī)物和微生物污染的可能性較大。

3.2反滲透進(jìn)水的水質(zhì)分析

通過表3水質(zhì)報(bào)表可以看出COD在18-22mg/L之間，鐵離子在0.1-0.16mg/L之間，SDI15值在4-5之間，均超過了反滲透進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)要求：COD<15mg/L、Fe3+<0.05mg/L、SDI15<3。【1】由于超濾膜孔徑是0.1μm只能去除粒徑>0.1μm的污染物，而粒徑<0.1μm的有機(jī)物、難溶鹽和少量金屬氧化物則沒有被超濾過濾去除，這些污染物是造成反滲透膜污染的主要原因。

3.3保安過濾器濾芯污染情況分析

保安過濾器濾芯拆檢，發(fā)現(xiàn)濾芯表面附著的大量污染物是呈灰白色有滑膩感的軟垢，并伴有明顯的腥臭味。使用灼燒失重法【2】，將污染物在熱烘箱內(nèi)（105℃±5℃）下烘干稱量至恒重（連續(xù)兩次稱量之差小于0.3mg），再在高溫爐內(nèi)（550℃±10℃）下灼燒稱量至恒重（連續(xù)兩次稱量之差小于0.6mg）測(cè)得數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)反滲透前置保安濾芯污染物的顏色、氣味以及表4中燒損減量數(shù)據(jù)等分析，推斷反滲透污染物主要為有機(jī)物和微生物并伴隨少量無(wú)機(jī)物沉淀。

綜合反滲透污染特征、反滲透進(jìn)水水質(zhì)和保安濾芯污染物的顏色、氣味、燒損減量等數(shù)據(jù)判斷，反滲透污染物主要為有機(jī)物和微生物并伴隨少量無(wú)機(jī)物沉淀。

4、反滲透系統(tǒng)的清洗

4.1化學(xué)清洗方案

針對(duì)反滲透系統(tǒng)的主要污染物是有機(jī)物和微生物并伴隨少量無(wú)機(jī)物沉淀的污染特征，本次清洗首先以復(fù)配藥劑堿性清洗為主，藥劑的具體組成為：2.0%三聚磷酸鈉、0.8%EDTA-4Na和0.1%氫氧化鈉，水溫30℃;最后進(jìn)行維護(hù)性收縮膜孔酸性清洗，清洗液為：2.0%檸檬酸，PH-2-3，水溫35℃。

清洗循環(huán)時(shí)間：I段清洗循環(huán)4小時(shí)，II段清洗循環(huán)4小時(shí)，清洗完成后浸泡過夜。【1】

4.2反滲透清洗后運(yùn)行情況

對(duì)比表2、表5清洗前后的數(shù)據(jù)可以看出一級(jí)反滲透2#化學(xué)清洗后，I段段間壓差由污堵后的0.18MPa、恢復(fù)到了0.13MPa，II段段間壓差由污堵后的0.09MPa恢復(fù)到了0.05MPa，產(chǎn)水率由污堵后的61%恢復(fù)到了65%，脫鹽率由污堵后的93.7%恢復(fù)到了97.4%，清洗效果非常明顯。

5、結(jié)論

反滲透隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，不可避免的會(huì)發(fā)生膜元件污染，只要細(xì)致的根據(jù)反滲透污染物和污染特進(jìn)行分析，制訂出有效的藥劑配方和清洗方案，膜元件的性能就有可能恢復(fù)到正常狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

【1】美國(guó)海德能公司《反滲透和納濾膜產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)》2005.01

【2】化學(xué)工業(yè)出版社周本省主編《工業(yè)水處理技術(shù)第二版 》2002.5