馮 剛

（南京誠志永清能源科技有限公司，江蘇南京 210048）

作為一個(gè)新型煤化工企業(yè)，用水量大，廢水量大，是我企業(yè)的重要特點(diǎn)，企業(yè)轉(zhuǎn)型升級首先要做的就是節(jié)水。節(jié)水的重要途徑就是增加回用水量，減少廢水排放，同時(shí)有效減少污染物排放。因此企業(yè)注重環(huán)保投入，加強(qiáng)廢水排放量的管控是最重要的措施之一。本文探討南京誠志永清能源科技有限公司的中水回用裝置中超濾的化洗流程優(yōu)化情況，從而可以在較為差的水質(zhì)條件下，確保超濾反滲透裝置的正常運(yùn)行，同時(shí)探討超濾系統(tǒng)常見的流程問題。

1 超濾裝置流程介紹

超濾裝置流程：前端供水泵使用三臺變頻水泵作為供水源，供水通過多介質(zhì)去除部分懸浮物后經(jīng)過自清洗過濾器進(jìn)一步去除硬質(zhì)顆粒后，來水進(jìn)入超濾裝置，為維持超濾恒流出水，每套超濾裝置的進(jìn)口設(shè)置一調(diào)節(jié)閥，根據(jù)超濾出水的流量來調(diào)節(jié)閥門的開度，超濾進(jìn)出口設(shè)置壓差變送器，當(dāng)壓差增加到一定值后，為確保膜不發(fā)生嚴(yán)重污堵，會進(jìn)行定期的反洗。根據(jù)來水水質(zhì)的優(yōu)劣程度，時(shí)間正常設(shè)置在30～60min；當(dāng)運(yùn)行到一定的周期之后為確保膜的長周期使用，會安排進(jìn)行停運(yùn)化洗，污水正常化洗周期為1～3d。

2 超濾化洗的問題

為保證超濾裝置內(nèi)每支膜組件的布水均勻，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)時(shí)采用以下方法控制：第一，增加進(jìn)出水母管的流通面積（降低母管介質(zhì)的行程壓降），支管盡量縮小，這樣可以使水流在母管中流速放慢，進(jìn)入單支膜組件流速提高，從而保證每支超濾膜組件在運(yùn)行和反洗時(shí)布水的均勻；第二，布水方式選用中部進(jìn)水分管設(shè)置的模式縮短端頭膜與中部膜的進(jìn)水壓差。

當(dāng)超濾裝置在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于水中無機(jī)物、有機(jī)物及微生物的污染，超濾的透膜壓差（TMP）會上升。透膜壓差（TMP）是衡量超濾膜性能的一個(gè)重要指標(biāo)，它是指中空絲內(nèi)側(cè)平均給水壓力與滲透液壓力之間的差值，能夠反映膜表面的污染程度。一個(gè)新組件在20℃時(shí)開始運(yùn)行時(shí)，其溫度修正透膜壓差為3～6，但是當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)過初期調(diào)試后，透膜壓差反而可降至1～3，這種現(xiàn)象是正常的，與組件的完整性無關(guān)。隨著污染物在膜表面的積累，透膜壓差隨之增大。這時(shí)就需要對超濾膜進(jìn)行反洗，反洗能使透膜壓差降低，但是反洗不能達(dá)到100%的恢復(fù)效果。超濾反洗（MC）的示意圖如圖1。

圖1 超濾反洗（MC）

系統(tǒng)考慮在超濾反洗水泵的出口母管上設(shè)置一過濾器，以避免反洗水中的機(jī)械性雜質(zhì)進(jìn)入超濾膜絲，對超濾膜絲造成損傷。

超濾裝置在運(yùn)行中，固體顆粒物在膜表面積累，通過正常的反洗不能徹底恢復(fù)超濾膜組件的性能，需要對超濾膜進(jìn)行化學(xué)增強(qiáng)反洗（RC）。

3 超濾化洗常規(guī)流程的問題

一般情況下超濾系統(tǒng)的清洗流程如下（參考東麗超濾化洗流程）。

3.1 清洗前的準(zhǔn)備工作

停止該套超濾系統(tǒng)的運(yùn)行，將系統(tǒng)控制由遠(yuǎn)程打至就地。

3.2 水沖洗

（1）注水：開啟超濾清洗箱進(jìn)水門，向清洗箱注滿水（如制水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)直接注水即可；如系統(tǒng)不運(yùn)行，則需啟動自用除鹽水泵進(jìn)行注水）后關(guān)閉超濾清洗箱進(jìn)水門；

（2）保安過濾器排氣：開啟超濾清洗泵進(jìn)、出口門，首次啟動時(shí)應(yīng)先將保安過濾器排氣：開啟超濾清洗過濾器排空門、進(jìn)水門，待過濾器排空門出水后，關(guān)閉排空門，開啟過濾器出口門；

（3）沖洗：開啟超濾清洗進(jìn)水門，清洗液回流門，清洗水淡水回流門，開啟清洗水上排門，沖洗10～15min；

（4）沖洗結(jié)束：停止清洗泵運(yùn)行，關(guān)閉清洗水上排門。

3.3 酸性清洗液清洗

（1）清洗液配置：向清洗箱中加2～3袋檸檬酸配制清洗液，開啟反滲透清洗箱進(jìn)水門，注水至溢流口稍靠下位置（清洗液按每次5m3配比濃度0.5%～1%配制），關(guān)閉清洗泵出口門，啟動清洗泵，開啟再循環(huán)門，使藥劑混合均勻，測定清洗液pH，使pH達(dá)到2～3（溫度較低時(shí)啟動加熱器，使清洗液溫度維持25～30℃）；

（2）低壓循環(huán)清洗：開啟清洗泵出口門，關(guān)閉清洗水上排門，調(diào)節(jié)再循環(huán)門開度調(diào)整清洗泵出口壓力約0.05MPa，低流量輸入超濾系統(tǒng)，按50m3/h低流量循環(huán)20～30min；pH升高使用鹽酸調(diào)pH至2～3；

（3）清洗液浸泡：停止清洗泵運(yùn)行，迅速關(guān)閉清洗泵進(jìn)、出口門，關(guān)閉超濾清洗進(jìn)水門，清洗液回流門，清洗水淡水回流門，浸泡60～120min；

（4）高壓循環(huán)清洗：開啟清洗泵進(jìn)、出口門，開啟超濾清洗進(jìn)水門，清洗液回流門，清洗水淡水回流門，啟動清洗泵，調(diào)節(jié)再循環(huán)門開度調(diào)整清洗泵出口壓力約0.1MPa，以90～150m3/h高流量循環(huán)30～60min后開啟清洗水上排門排放清洗液。

3.4 水沖洗

按照步驟二對超濾進(jìn)行水沖洗15～20min，沖出洗液，在沖洗水排放電動門處測定清洗出水pH呈中性。

3.5 堿性清洗液清洗

配制0.1 %NaOH+0.2%次氯酸鈉堿性洗液，低流量輸入超濾系統(tǒng)，按50m3/h低流量循環(huán)20～30min后，浸泡60～120min，再以90～100m3/h高流量循環(huán)30～60min后排放，最后用產(chǎn)品水沖洗15～20min，沖出堿洗液。

3.6 水沖洗

按照步驟二對超濾進(jìn)行水沖洗15～20min，沖出洗液，在沖洗水排放電動門處測定清洗出水pH呈中性。

以上是常規(guī)清洗流程，但在前端污水處理水質(zhì)惡化，來水COD較高或前端的來水帶來過多未混凝的PAC或PAM時(shí)，此方案的清洗效果難以長期保持，且清洗過程的控制沒有良好的靈活性，不利于操作人員對于系統(tǒng)的整體控制；因此在實(shí)際使用過程中對化洗流程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，見表1。

表1 化洗流程優(yōu)化參數(shù)

主要調(diào)整的工藝內(nèi)容是：

（1）調(diào)整閥門開關(guān)順序，防止系統(tǒng)憋壓；

（2）在原有的化洗流程中增加氣洗流程，強(qiáng)化系統(tǒng)的擦洗能力，提高附著黏泥的清理效率和強(qiáng)度，提高系統(tǒng)的恢復(fù)速度；

（3）氣洗流程與水洗流程的相互切換和時(shí)間設(shè)定可調(diào)，增加了系統(tǒng)的處理靈活性，提高了反洗和氣洗的處理效果。

4 結(jié)束語

通過以上的工藝調(diào)整可以使每次化學(xué)清洗的時(shí)間縮短1～4h，同時(shí)清洗后的膜通量恢復(fù)情況基本可以達(dá)到設(shè)計(jì)通量的90%以上。達(dá)到了較好的清洗效果。同時(shí)也增加了膜系統(tǒng)的周期產(chǎn)水量，提高了系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)通過每次的膜恢復(fù)情況的長期維持，提高了膜整體的使用壽命。