反渗透膜离线清洗技术应用

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摘 要：高有机物污染的污水处理系统中，反渗透膜系统衰减明显，产水量降低，压差增大。经过对污染物以及现场工艺的状况的分析，找出适合的膜用清洗剂，通过离线化学清洗，反渗透膜基本恢复至新膜状态，延长膜的使用时间，减少更换膜的成本。
关键词：反渗透膜；有机物污染；离线清洗
1 工艺简述
某造纸公司厂区污水处理来水pH在8.0-10.0之间，为了避免结垢，进入砂滤之前，加硫酸调节pH至6.5-7.0，通过砂滤初步去除悬浮物，之后进入臭氧单元，经臭氧氧化进一步去除COD等，再进入自清洗过滤器，之后进入超滤系统，经保安过滤器再进入反渗透系统。
2 系统运行概况
共3套反渗透系统常运2套，1套备用，系统设计回收率60%，单套设计产水量175m3/h。进水pH：6.91，COD：152.9mg/l。运行数据见表1。
由表1可知，回收率很低，产水量低，压差大，系统衰减明显，最近几乎每天都在常规的在线化学清洗，但没有明显的清洗效果。长期频繁的酸碱清洗会对膜造成很大伤害，影响膜的使用寿命。
3 清洗技术分析
3.1 污染物分析
为保证清洗技术的有效性和针对性，对有代表性的污染严重的膜污染物进行分析，其主要分析数据见表2。
由表2可知，垢样大部分在550℃灼烧后消失，主要包括有机物、生物粘泥、硫化物等，然后在950℃灼烧，主要是二氧化碳等，钙和铁含量也较高，且有少量有机磷和无机磷存在。综合判断，膜的有机物污染和结垢问题并存，拆卸后发现部分膜表面有白色的无机盐析出，大量无机垢的存在同样影响膜的产水性能。清洗期间，清洗液非常脏，酸洗液微黄色，表面有大量黑色污物漂浮，主要清洗的是金属离子污垢，碱洗液红棕色，主要包含有机物、胶体等。
3.2 清洗技术方案确定
根据垢样分析结果及膜表面的状态，先安装到一组离线清洗设备上清洗，经过药剂的筛选，决定用清洗剂TS-882和TS-883進行清洗。TS-882和TS-883的加药浓度分别为15%-20%，但对污染严重的膜，需要重复清洗，有机物污染严重的，在碱洗的同时做杀菌处理。TS-882主要清洗无机离子，能有效去除膜表面的金属氢氧化物、碳酸钙和其它垢类物质，TS-883主要清洗有机物等，两种药剂配合使用以达到较好的清洗效果。
4 清洗效果
在室温下，以天津自来水对膜的技术指标进行检测，脱盐率从洗前的91.4%达到96.2%，单支膜重量平均从19.2kg降低到15.1kg，产水量从0.9m3/h增加到1.3m3/h，清洗效果明显。清洗后的膜回装之后，产水量从洗前115m3/h提高到174m3/h，运行压差从0.24MPa降低到0.09MPa，完全满足现场使用，达到较好的清洗效果。
5 清洗分析及总结
①膜用药剂：建议使用同品牌膜药剂，避免不兼容情况，严重影响处理效果，对反渗透系统的运行带来隐患。②磷元素的检测：污染物含磷，磷是微生物的营养源，分点测磷含量，排除药剂吸附造成的影响；③改善UF处理效果：UF膜的处理效果直接影响后续反渗透膜运行，目前UF膜频繁清洗，消耗大量人力及药剂，对膜的伤害很大，缩短膜的使用寿命。需把UF膜彻底清洗干净；④铁污染：铁主要是系统内部管道腐蚀引起，腐蚀物会随介质进入反渗透膜元件，因流速和空间原因铁的氧化物也会沉积。
通过合适药剂及方法离线清洗，对于高有机物污染的反渗透膜可以基本恢复至新膜状态，延长膜的使用寿命，减少更换膜元件的成本。
参考文献：
[1]金熙，项成林，齐冬子编.工业水处理技术问答及常用数据[M].北京：化学工业出版社，2001.
作者简介：
王明珠（1982- ），女，工程师，主要从事工业水处理工作。