盧建昌

廈門綠創(chuàng)科技有限公司，福建廈門 362000

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(wú)論運(yùn)用于哪個(gè)領(lǐng)域膜污染的控制問(wèn)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(lái)，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(guò)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(guò)濾、超濾及反滲透膜，通過(guò)此系統(tǒng)把地表水或者自來(lái)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(lái)水為進(jìn)水水源。雖然當(dāng)?shù)氐淖詠?lái)水水質(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(shuō)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(guò)清洗后性能仍無(wú)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(guò)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(guò)高

由于自來(lái)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(guò)高，這就導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)度濃縮。而過(guò)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(guò)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(kāi)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(méi)有投加阻垢劑的情況。系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，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(lái)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(méi)有投加藥劑的情況。藥劑的投加量不足，沒(méi)有起到完全的阻垢作用，給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)了污堵的風(fēng)險(xiǎn)。

3）進(jìn)水水源問(wèn)題

2010年7月份開(kāi)始由于自來(lái)水供水不足，廠方?jīng)Q定使用地表水（水庫(kù)水）作為進(jìn)水水源。當(dāng)時(shí)地表水的處理系統(tǒng)沒(méi)有建成，廠方僅利用懸浮式取水設(shè)備直接從水庫(kù)中取水。但因水庫(kù)有進(jìn)行魚(yú)類養(yǎng)殖，而且水庫(kù)水的鐵、錳含量均較高，所以使用水庫(kù)水作為進(jìn)水水源，給系統(tǒng)帶來(lái)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(wú)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LECCANUF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(guò)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(lái)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

表1 反滲透裝置清洗前、后主要指標(biāo)比較

3 結(jié)論

導(dǎo)致膜系統(tǒng)污染的因素較多，常見(jiàn)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。

[1]嚴(yán)海琳，張顯球，杜明霞，等.應(yīng)用于電鍍廢水處理的反滲透膜的化學(xué)清洗.南京師大學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，33(2)：50-53.

[2]王艷，陳愛(ài)民，史志琴.反滲透膜離線清洗技術(shù)研究與應(yīng)用[J].清洗世界，2010，26(1)：15-19.

[3]李亞娟，楊慶峰.反滲透膜有機(jī)污染的研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2009，28(8)：1458-1463.

[4]于濤，張玲，李風(fēng)亭，等.反滲透膜的清洗技術(shù)研究進(jìn)展[D].2003全國(guó)水處理研討會(huì)暨第23屆年會(huì)論文集.

[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.