【摘要】隨著我國科學技術的快速發(fā)展,特別是近幾年來,反滲透作為一種新型的水處理設備,以其高效、穩(wěn)定、自動化程度高越來越受到人們的關注,但反滲透使用中仍存在一些問題,膜性能受外界條件影響明顯,容易受到污染,而有效的化學清洗將對延長膜壽命及反滲透運行發(fā)揮重要作用。
【關鍵詞】反滲透膜;電廠;水處理;處理方法 ;工作原理
一、關于反滲透膜的工作原理及特點概述
1.反滲透膜的工作原理
反滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術,其孔徑小至納米級(1納米=10-9米 ),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質(zhì)無法透過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來。反滲透裝置主要由高壓泵、反滲透膜和控制部分組成,高壓泵對源水加壓,除水分子可以透過RO膜外,水中的其它物質(zhì)(礦物質(zhì)、有機物、微生物等)幾乎都被拒于膜外,無法透過RO膜而被高壓濃水沖走。
2.反滲透技術的特點
第一、反滲透的脫鹽率高,單只膜的脫鹽率可達99%,單級反滲透系統(tǒng)脫鹽率一般可穩(wěn)定在90%以上,雙級反滲透系統(tǒng)脫鹽率一般可穩(wěn)定在98%以上。
第二、由于反滲透能有效去除細菌等微生物、有機物,以及金屬元素等無機物,出水水質(zhì)極大地優(yōu)于其它方法。
第三、反滲透制純水運行成本及人工成本低廉,減少環(huán)境污染。
第四、減緩了由于源水水質(zhì)波動而造成的產(chǎn)水水質(zhì)變化,從而有利于生產(chǎn)中水質(zhì)的穩(wěn)定,這對純水產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定有積極的作用。
第五、可大大減少后續(xù)處理設備的負擔,從而延長后續(xù)處理設備的使用壽命。
二、反滲透在電廠化學水處理中出現(xiàn)的問題以及化學清洗方法
1.反滲透在應用過程中出現(xiàn)的問題
以廣州市旺隆熱電有限公司為例由有機物造成的反滲透系統(tǒng)故障占全部系統(tǒng)故障的 60-80%,污染源的主要途徑:
(1)進水污染
該公司反滲透進水水源為市政自來水經(jīng)超濾后出水,水質(zhì)比較理想,但是部分真菌類采用孢子繁殖,雖然在超濾進水前市政自來水已進行了加氯殺菌,部分真菌類孢子可能處于假死狀態(tài)進入反滲透內(nèi)部,在反滲透進水管加入還原劑去除水中余氯的處理,從反滲透給水泵至反滲透出水這段管道內(nèi)沒有抑制細菌等微生物生長的氧化性殺菌劑的存在,給厭氧性真菌等其他微生物制造了良好的生存條件,使真菌等微生物在這些部位迅速繁殖、生長。
(2)保安過濾器滋生微生物
反滲透前置保安過濾器是進反滲透前最后一道過濾設備,其過濾精度只有 5μm,截污能力較強,當截留下來的物質(zhì)聚集在一起的時候就成為了微生物滋生的理想環(huán)境,其他同類型設備也多次出現(xiàn)由于保安過濾器內(nèi)部滋生異物對反滲透產(chǎn)生影響的情況。在打開該公司保安過濾器后,存在大量與反滲透膜中相同的異物,整體濾芯成暗紅色,并且檢查發(fā)現(xiàn)原本固定作用的螺母銹蝕嚴重,真菌類物質(zhì)隨著進水進入反滲透本體,在反滲透內(nèi)部大量滋生影響設備運行。
(3)藥物對系統(tǒng)影響
此種影響性最小,但也不能排除,在整體系統(tǒng)檢查時發(fā)現(xiàn)從反滲透給水泵前系統(tǒng)并未發(fā)現(xiàn)其他異物(超濾水箱底部存在一定泥沙可能 為系統(tǒng)投運初期殘留),反滲透加藥點全部設在反滲透給水泵之后, 從反滲透給水泵后異物明顯增多。由于該公司使用的藥劑都為廠家提供的反滲透專用藥劑,具體是否存在影響廠家并未給出明確答復,藥物影響應該較小。
2.關于反滲透膜的化學清洗方法
還是以該公司#1滲透清洗方法為例
(1)非氧化性殺菌劑清洗
將反滲透清洗水箱排干、沖洗干凈,進水至液位2.0m,加4L非氧化性殺菌劑,循環(huán)均勻(注:室溫,不用加熱),將#1反滲透內(nèi)的水排干后,用反滲透清洗水箱的清洗液循環(huán)清洗#1反滲透一段1小時,然后循環(huán)清洗一、二段2小時,停下浸泡。
(2)堿洗
將反滲透清洗水箱的水排干、沖洗干凈后,然后入水至2.0m,加入 20~22瓶500g的C.P級氫氧化鈉、3Kg十二烷基苯磺酸鈉和1包(25kg)的EDTA二鈉,調(diào)節(jié)PH值在11~12之間,循環(huán)均勻,加熱嚴格控制清洗液的溫度控制在35~38oC。將#1反滲透內(nèi)的水排干后,用反滲透清洗水箱的清洗液循環(huán)清洗#1反滲透一段2小時,然后循環(huán)清洗一、二段2小時,停下浸泡。2小時后,再次用反滲透清洗水箱的清洗液循環(huán)清洗#1反滲透一段2小時,然后循環(huán)清洗一、二段2小時,停下浸泡。注意:循環(huán)期間嚴格控制清洗液的溫度控制在35~38oC;堿洗期間,清洗液不換。
(3)酸洗
將反滲透清洗水箱排干,用水沖洗干凈后,進水至液位2.0m,加約50Kg (2包)檸檬酸,循環(huán)均勻,用C.P級HCl調(diào)節(jié)清洗液的PH在2.0~2.5之間,加熱嚴格控制清洗液的溫度控制在35~38oC。將#1反滲透內(nèi)的水排干,并沖洗干凈后,用反滲透清洗水箱的清洗液循環(huán)清洗#1反滲透一段2小時,然后循環(huán)清洗一、二段2小時,停下浸泡,2小時后,再次用反滲透清洗水箱的清洗液循環(huán)清洗#1反滲透一段2小時,然后循環(huán)清洗一、二段2小時,用水沖洗干凈可根據(jù)實際需要備用或投運。注意:循環(huán)期間嚴格控制清洗液的溫度控制在35~38oC;酸洗期間,清洗液不換。
三、針對反滲透膜的化學清洗所提出的一些建議
1.對單一污染物的清洗,特別是對表面顯示有機物污染的膜系統(tǒng),采用EDTA堿洗與酸洗的復合清洗是必要的,只靠堿性配方清洗,效果難以湊效,實際上,較常見的有機物污染物表層可見到膠體或微生物,但下層可能是鐵、鋁等氧化物或硅酸鹽垢。
2.采用靜態(tài)浸泡與動態(tài)循環(huán)交替清洗,省時省力,效果較好。
3.膜廠家在清洗配方的推薦時,往往在堿洗時要求加入陰離子表面活性劑,以利于有機物的清洗,但在實際使用時,活性劑會產(chǎn)生大量的泡沫,堿清洗后管道及溶液箱的清洗時間較長,易引起交叉污染,清洗時盡量不要使用。
4.膜生物污染的積累會大量增加清洗次數(shù)和明顯減少膜的性能,使用地表水作為水源的電廠,雖然定期再生及更換活性碳能一定程度上減小了膜的污染,但有機物的污染還是大大超出我們目前傳統(tǒng)預處理設備的控制范圍。因此使用更先進的預處理技術如超濾設備迫在眉睫,這可以大大保證反滲透系統(tǒng)的經(jīng)濟與安全性。
四、總結
隨著反滲透膜性能的不斷改進,反滲透的化學清洗方法也會繼續(xù)完善和提高,同時反滲透技術也將會為越來越多的國內(nèi)用戶所接受,成為取代一級除鹽的必然趨勢。
參考文獻
[1]褚彥杰.反滲透膜污染分析、預測及恢復研究[D].北京交通大學,2011年
[2]韓爽.反滲透膜污堵原因的分析及處理措施[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2011年第09期