安增琴,賈佑東,賀中愛,王 站,王衛(wèi)東,辛 霞

（山鋼萊蕪分公司能源動力廠，山東萊蕪271104）

1 引言

膜法水處理工藝于2004年引入萊鋼，隨著技術的不斷成熟，膜法水處理裝置以其產(chǎn)水水質穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用，萊鋼膜法水處理工序總產(chǎn)水能力已達1000 t/h以上。但由于膜成本較高，設備投資較大，特別是在鋼鐵行業(yè)持續(xù)低迷的大背景下，如何才能使系統(tǒng)長期經(jīng)濟穩(wěn)定運行，降低生產(chǎn)成本，已成為各生產(chǎn)單位最關心的問題。

2 影響膜使用壽命的原因分析

2.1 膜污染

膜污染大致分為膠體污染和微生物污染。在RO膜表面常會形成一層凝膠層，粘附在膜表面上，就是膠體污染物，膠體的存在一方面增加了溶質的傳質阻力，另一方面又有可能形成硅酸鹽垢，是不利因素，應及時通過膜清洗去除。

2.2 膜結垢

產(chǎn)生結垢的主要原因是濃差極化現(xiàn)象造成的，當成垢鹽的濃度超過其飽和濃度時就會發(fā)生結垢，濃差極化程度越嚴重，要達到相同流量，所消耗的能量就越多，對膜的損害就越大。

2.3 不當?shù)幕瘜W清洗方法

RO系統(tǒng)清洗維護工作具有重要的意義，它與設備的運轉壽命、使用質量有著直接的關系，對膜組件如何選擇清洗藥劑的劑型、頻率、時間等參數(shù)對膜元件壽命有著重要影響，其清洗方案應該根據(jù)膜污染或結垢的具體情況而定。

3 技術改進措施

3.1 提升系統(tǒng)預處理能力。

3.1.1 超濾斷絲堵漏技術實施。

銀前化水超濾設備已安全運行三年，達到廠家承諾使用壽命，出水污染指數(shù)明顯偏高，2008年2月份達到 4.0～5.0，為延長其使用壽命，對超濾進行修復使用，根據(jù)超濾內部結構，對其進行檢測堵漏，具體步驟如下：

檢測：將氮氣壓力控制在0.1 MPa，空氣進口閥門關閉，記錄初始壓力，若產(chǎn)水口的壓力衰減低于預計壓降，此超濾單元將被關閉，如果膜泄露，通過上端出水口管可見上端主管有氣泡產(chǎn)生。

堵漏：將毛細管注滿水，排盡空氣，然后從產(chǎn)水口加入氮氣，觀超濾膜組件封膠端面，若有連續(xù)氣泡冒出，可判定此根毛細管已發(fā)生破裂，然后用同樣的方法找出此毛細管的另一端頭，待端面干燥后用牙簽和pvc膠堵住毛細管兩端，使其與系統(tǒng)隔離，這樣已經(jīng)報廢的超濾膜元件又可恢復使用。

3.1.2 纖維過濾器氮氣輔助反洗技術改進。

實施了“氮氣輔助反洗管路改造”，敷設管道將氮氣引入纖維過濾器輔助反洗，“氮氣”具有足夠的壓力，可以形成足夠的沖力。首先將過濾器內的水放掉一部分通氮氣反洗5 min，從排空口排空。然后將過濾器加反洗水二分之一，通氮氣兩分鐘，從排空口排空，再重復一次即可。經(jīng)改造，預處理水質得到改善，周期出水量大大提高。

3.2 探究先進的膜元件化學清洗方法。

3.2.1 膜元件分段清洗工藝改進。

膜法水處理膜元件的污染，通常污染時漸進式發(fā)展的，如不盡早控制，污染將會在較短時間內損壞膜元件，由于一段二段串連運行，導致兩段產(chǎn)生不同的污染，一段作為第一道進水主要受到金屬氧化物、膠體的污染；二段進水采用一段濃水，主要受到無機物結垢以及二氧化硅沉積物的污染。因此在化學清洗時應針對不同的污染采用不同的藥劑進行分段清洗。本套系統(tǒng)設設計之初并未考慮分段清洗，造成了膜污染加劇，清洗效果不徹底，嚴重影響膜元件使用壽命。車間實施了分段清洗改造，實現(xiàn)了分段先清洗，大大提高了清洗效果，減少了清洗頻次。

3.2.2 調整超濾化學清洗方案，提高化學清洗效果

以往的化學清洗，清洗液從進水口進，從產(chǎn)水和濃水側循環(huán)回來，這個過程與超濾產(chǎn)水的水流方向一致，對于附著在絲管內壁的污物既有向前的沖刷作用，也有清洗液由濃水到產(chǎn)水的過濾作用，在這種情況下，絲管內壁的污物就不徹底易清洗。因此，對超濾清洗步驟作如下調整：

(1)增加低流量循環(huán)和浸泡的時間，每項不少于3 h。

(2)提高清洗液的溫度在35～38℃。

(3)在高流量循環(huán)時將超濾產(chǎn)水回水閥關閉，使之在高流量循環(huán)時不再發(fā)生過濾現(xiàn)象，使附著物更容易沖刷掉。

(4)采用反洗泵水沖，經(jīng)過5-6個小時的浸泡循環(huán)，附著在絲管內壁的污物已經(jīng)松軟，這時用反洗泵對超濾進行反向水流沖洗，方向是從超濾絲管的外壁向內流，從進水口和濃水口處流出，這樣就能夠對附著在絲管內壁的污物徹底沖刷干凈，從而達到了最佳的化學清洗效果。

3.3 創(chuàng)新膜元件“復蘇”修舊利廢新方法。

在實際工作中，由于有一些一段生物污染嚴重的膜被替換下來，需做好保存保護措施。車間采用的將膜元件保存在密封的容器中，保存液是1%的亞硫酸氫鈉。亞硫酸氫鈉不僅能抑制微生物的產(chǎn)生，而且還能對已形成的生物污染具有清洗作用，因此系統(tǒng)中替換下來的舊膜均被放置于盛滿亞硫酸氫溶液的容器內浸泡，下次檢修時，可對系統(tǒng)中的損壞膜機型替換，可有效延長膜元件壽命。

經(jīng)過車間人員的精心維護，車間膜法水處理系統(tǒng)以安全穩(wěn)定運行5年，大大超過了廠家承諾的3年，為企業(yè)節(jié)約成本100余萬元，在延長膜元件使用壽命方面積累了寶貴經(jīng)驗。

4 效果評價

以上措施實施后，預處理效果明顯提高，保證了膜法水處理進水水質合格，統(tǒng)計2011年5個月以來的膜法水處理進水水質見表1。（以月平均為準）

表1 膜法水處理進水水質

對2011年9月份膜法水處理的壓差情況進行統(tǒng)計，見表2所示。

表2 膜法水處理壓差數(shù)據(jù) MPa

由統(tǒng)計表可看出，經(jīng)過化學清洗，壓差最高0.26 MPa，最低 0.22 MPa，平均 0.25 MPa，取得了預期效果?；瘜W清洗效果明顯提高，壓差降低，避免暴膜現(xiàn)象的發(fā)生，有效延長了膜元件使用壽命，目前水處理膜已經(jīng)安全運行6年，超出廠家承諾壽命3年以上。