王萬里

（寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏青銅峽751067）

0 引言

近年來， 隨著水處理技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展， 超濾裝置在電力、化工、食品等行業(yè)使用越來越廣，同時(shí)超濾裝置的跨膜壓差升高、產(chǎn)水量下降也就成為影響超濾裝置安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要問題。如何做好超濾裝置的化學(xué)清洗工作，保證超濾裝置正常運(yùn)行也就成為化學(xué)監(jiān)督的一個(gè)重要課題。本文以寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡稱公司）化學(xué)制水超濾裝置的化學(xué)清洗為案列，分析和研究了超濾裝置化學(xué)清洗的方法， 對(duì)指導(dǎo)其它企業(yè)的超濾裝置化學(xué)清洗工作，具有一定的參考價(jià)值。

1 超濾情況簡介

公司有四套國產(chǎn)UF-10B 超濾裝置，每套裝置出力為50t/h，系統(tǒng)設(shè)置為4 個(gè)系列單元，每系列都能單獨(dú)運(yùn)行，也可同時(shí)運(yùn)行。每套膜組件為10 只， 采用并聯(lián)排列。 濾元選用由美國KOCH 公司的V1072-035-PMC 膜元件，其切割分子量為10 萬，對(duì)生水進(jìn)行預(yù)處理，系統(tǒng)采用PLC 控制。

表1 主要技術(shù)參數(shù)一覽表

同時(shí)超濾裝置設(shè)有一套氧化劑加藥裝置。每套超濾裝置設(shè)備運(yùn)行30 分鐘進(jìn)行一次設(shè)備反沖洗，沖洗期間加藥裝置自動(dòng)啟動(dòng)，為系統(tǒng)投加約15-30mg/L 的氧化劑，以強(qiáng)化超濾裝置的反沖洗效果。

化學(xué)制水的流程為：黃河水→混合式生水加熱器→生水箱→纖維過濾器→清水箱→清水泵→自清洗過濾器 （130μm）→超濾裝置→超濾水箱→超濾水泵→保安過濾器 (5μm)→高壓泵→RO 裝置→除碳器→淡水箱→淡水泵→陽離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。

2 超濾裝置膜元件污堵原因分析

2.1 纖維過濾器出水濁度高，對(duì)超濾膜的污堵

超濾裝置前安裝有纖維過濾器，用于過濾黃河來水的雜質(zhì)，由于該過濾器經(jīng)常發(fā)生設(shè)備拉緊裝置故障和纖維束松弛、 脫落等情況，造成出水濁度的不合格。

2.2 反沖洗效果不好，對(duì)膜元件的污堵

超濾裝置反沖洗的效果決定于反沖洗的間隔時(shí)間、水量的大小和藥劑的加入量，特別是當(dāng)藥劑選擇不對(duì)、加藥量不足或藥劑質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)均會(huì)造成反洗效果的不好。

2.3 進(jìn)水含鐵量高，對(duì)膜元件的污堵

超濾裝置進(jìn)水來源主要是黃河水，而黃河水前置預(yù)處理用的是鐵鹽作為絮凝劑，當(dāng)出現(xiàn)絮凝劑加入過量時(shí)，其進(jìn)水的還鐵量就得以上升。 另一方面公司黃河水在進(jìn)到系統(tǒng)前要進(jìn)行加熱，而加熱器為混合式加熱器，由于加熱的熱源為暖氣疏水，其含鐵量很高，也會(huì)造成膜元件的污堵。

2.4 設(shè)備停運(yùn)期間，對(duì)膜元件的污堵

超濾裝置在停運(yùn)期間，由于膜元件在水中長時(shí)間浸泡，會(huì)產(chǎn)生鹽類沉積和微生物的污堵。

3 超濾裝置化學(xué)清洗的步序

3.1 超濾裝置的清洗工藝

超濾裝置的化學(xué)清洗采用化學(xué)清洗藥劑循環(huán)清洗方式進(jìn)行，清洗前首先停止超濾裝置運(yùn)行， 將超濾裝置電磁閥箱上的就地/遠(yuǎn)方開關(guān)切換到就地位置，打開超濾的上、下排水門，正沖反洗排水門，手動(dòng)濃水排放門排水，待超濾裝置的水放干凈，關(guān)閉所有進(jìn)水門，排水門。 開啟清洗系統(tǒng)各個(gè)閥門即可啟動(dòng)清洗泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗， 清洗結(jié)束后，打開上述閥門進(jìn)行放水，將系統(tǒng)沖洗干凈即可。

3.2 超濾裝置的化學(xué)清洗

3.2.1 超濾裝置堿洗

超濾裝置的堿洗可以有效去除超濾膜表面沉積在其表面的泥沙、油脂等污物，從而降低膜表面的跨膜差壓，堿洗過程關(guān)鍵是要將藥箱內(nèi)的氫氧化鈉溶解均勻，防止未溶解的氫氧化鈉進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)致局部PH 嚴(yán)重超標(biāo)，造成膜元件的損壞。 在正常情況下，堿洗堿液濃度的控制是根據(jù)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)的PH 値適用范圍進(jìn)行確定， 其PH 値控制在11 以內(nèi)，為保證清洗效果可以在堿洗溶液中加入0.5%的十二烷基磺酸鈉作為表面活性劑，以增強(qiáng)雜質(zhì)的去除速度，同時(shí)還對(duì)油脂類的沉積物起到很好的去除作用，清洗采用循環(huán)清洗和浸泡兩種方式進(jìn)行。先進(jìn)行循環(huán)清洗20 分鐘，在浸泡30 分鐘，再循環(huán)清洗10 分鐘，這樣的清洗方式有助于膜元件的清洗效果。

3.2.2 超濾裝置的堿氯洗

超濾裝置的堿氯洗就是在堿洗的溶液中加入適量的次氯酸鈉溶液進(jìn)行的化學(xué)清洗。 當(dāng)超濾膜堿洗結(jié)束后，要向藥箱中加入活性氯在10%的次氯酸鈉溶液，將其濃度控制在0.05%左右，其目的是要?dú)⑺滥け砻娴募?xì)菌和微生物，同時(shí)次氯酸鈉在堿性溶液中具有較強(qiáng)的剝離效果，可提高化學(xué)清洗效果，減少雜質(zhì)在膜表面的殘留，堿氯洗結(jié)束后要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行水沖洗，當(dāng)沖洗至出水透明，溶液的PH 値在7-8 之間可停止進(jìn)行沖洗，即可轉(zhuǎn)入酸洗階段。

3.2.3 超濾裝置的酸洗

超濾裝置的酸洗可以除去膜表面沉積的微生物、鈣、鎂水垢等物質(zhì)。酸洗酸液的PH 値控制在2-4 之間。正常情況下，酸洗使用的酸應(yīng)使用有機(jī)弱酸，如檸檬酸和草酸等，其中采用檸檬酸做清洗藥劑時(shí)，建議使用食品級(jí)藥劑，它對(duì)清除鈣、鎂水垢的清洗效果要好于草酸，而草酸適合于清洗鐵的氧化物化合物污染較重的膜元件。設(shè)備清洗時(shí)首先要對(duì)膜元件的污染性質(zhì)作一個(gè)初步判斷，以確定藥劑使用的類型。 酸洗過程中要每15 分鐘進(jìn)行一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)， 以檢測藥液的PH 値在控制范圍內(nèi)，當(dāng)PH 値升至4 以上時(shí)要及時(shí)補(bǔ)加藥劑，整個(gè)酸洗過程應(yīng)采用循環(huán)清洗的方式， 這樣可將清洗過程產(chǎn)生的氣體帶出帶出系統(tǒng)，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)速度，縮短清洗時(shí)間。

3.2.4 化學(xué)清洗過程的溫度控制

化學(xué)清洗液的溫度對(duì)化學(xué)清洗效果的好壞至關(guān)重要，溫度高對(duì)膜元件造成損壞，溫度低清洗效果較差，特別要注意的是溫度變化對(duì)超濾膜的清洗效果有著重要影響，不單單是提高溫度就可以降低跨膜差壓，在升溫過程中還要考慮膜元件的本身特性，清洗中要提高水溫必須在循環(huán)清洗開始之后進(jìn)行加熱，加熱的速度不能太快，應(yīng)該每分鐘溫度的變化速率不超過0.5℃，最高溫度不超過30℃，只有這樣清洗后的錯(cuò)膜差壓才會(huì)下降較多，如果直接將清洗液的溫度升高，由于膜的孔徑發(fā)生收縮變化，從而造成膜元件的損壞和運(yùn)行差壓的上升。

4 超濾裝置清洗的注意事項(xiàng)

1）超濾裝置在清洗過程中，把清洗泵出口壓力控制在50～100 kPa，即與膜筒正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)口壓力相當(dāng)，防止超過膜筒承受最大壓力而對(duì)膜筒造成擠壓。

2）堿洗配堿過程中，首先要將溶藥箱用除鹽水沖洗干凈，將藥箱內(nèi)加入需要的除鹽水量，啟動(dòng)溶藥泵泵進(jìn)行打循環(huán)，同時(shí)將溶藥箱排污門稍開一點(diǎn)，目的是防止氫氧化鈉顆粒在沒有溶解的情況下堵塞排污門，造成化學(xué)清洗的中斷，然后慢慢將需要量的氫氧化鈉倒入藥箱中溶解，溶解完畢后，可加入陰離子表面活性劑，循環(huán)5 分鐘后，停止打循環(huán)，測定藥液的PH 値符合要求后，就可導(dǎo)通超濾裝置清洗系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。

3）堿、氯清洗時(shí)，次氯酸鈉必須是在中性或微堿性溶液中加入，不允許在酸性溶液中加入。

4）酸洗過程中，控制清洗液的pH 值在2-4 之間。 清洗液的顏色會(huì)出現(xiàn)紅褐色，這表明超濾膜中有鐵污染，這種情況最好使用草酸進(jìn)行化學(xué)清洗，如果清洗液只出現(xiàn)泡沫，水比較澄清，這說明是鈣、鎂鹽類的污染，清洗也易選用檸檬酸。

5）酸洗后的水沖洗是確保超濾裝置清洗效果的關(guān)鍵一環(huán)，在酸洗結(jié)束后，在溶藥箱內(nèi)加入除鹽水，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行水沖洗，一般第一次和第二次沖洗水的濁度不是最高的，但從第三次開始沖洗水的濁度開始上升較快，然后沖洗水的濁度開始下降，如果不認(rèn)真進(jìn)行水循環(huán)沖洗而采用投運(yùn)超濾裝置進(jìn)行水沖洗，其清洗效果達(dá)不到預(yù)期的目的。

6）超濾裝置進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，在表面活性劑的選擇上建議選用陰離子表面活性劑，同時(shí)要考慮該活性劑屬于低泡型，否則在化學(xué)清洗中會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫影響到清洗工作的進(jìn)行。

7）設(shè)備清洗完畢后，不要急于投運(yùn)，要將系統(tǒng)的水溫降至和進(jìn)水水溫相近的時(shí)候，在投運(yùn)設(shè)備，這樣超濾裝置的膜元件會(huì)得到很好的保護(hù)，跨膜差壓也會(huì)得到明顯的下降。

5 結(jié)束語

1）超濾裝置的化學(xué)清洗最關(guān)鍵的是要控制清洗液的升溫速度和清洗液的溫度，只有這樣才能保證膜元件在化學(xué)清洗過程中不發(fā)生損壞和清洗效果不理想的問題。

2）清洗液的PH 値也很關(guān)鍵，不管是酸洗還是堿洗，清洗液的PH値都要滿足超濾裝置運(yùn)行參數(shù)的要求，這也是防止造成設(shè)備損壞或縮短設(shè)備壽命的重要一環(huán)。

3）表面活性劑的選擇很關(guān)鍵，重要的是要了解設(shè)備污染的類型和表面活性劑的特性，最終找到一個(gè)適合該系統(tǒng)使用的活性物質(zhì)。

4）化學(xué)清洗的最后一步是水沖洗，水沖洗時(shí)水的溫度一次要比一次低，但也不能下降太快，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候也要對(duì)沖洗水進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜幔鼓ぴ佑|水的溫度緩緩降至和進(jìn)水相同的溫度。

5）超濾裝置的沖洗次數(shù)是要采取少量多次的沖洗方法，這樣既可以節(jié)約用水，也可以提高清洗速度。

［1］宋珊卿.動(dòng)力設(shè)備水處理手冊(cè)[M].北京：中國電力出版社，1997.