張 材，王慧文

(山西太鋼不銹鋼精密帶鋼有限公司，山西 太原 030006)

除鹽水作為一種優(yōu)質(zhì)清洗介質(zhì)被廣泛用于軋鋼行業(yè)鋼板及鋼卷清洗工序，而雙級(jí)反滲透工藝因產(chǎn)品除鹽水純度高，電導(dǎo)率低在鋼鐵行業(yè)領(lǐng)域廣為應(yīng)用。電導(dǎo)率與產(chǎn)水量是雙級(jí)反滲透裝置最重要的控制指標(biāo)，關(guān)乎整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定與除鹽水產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的保供，尤其是除鹽水電導(dǎo)率的高低關(guān)系到鋼板與鋼卷表面的清洗效果。本文介紹了雙級(jí)反滲透系統(tǒng)工藝，并就如何提高雙級(jí)反滲透裝置產(chǎn)水質(zhì)量與產(chǎn)水量進(jìn)行了分析，此外對(duì)反滲透裝置運(yùn)行過(guò)程中存在的主要問(wèn)題反滲透膜污染等做了分析探討，并提出反滲透膜運(yùn)行過(guò)程中的管控措施，以及反滲透膜污染后的處置措施。

1 雙級(jí)反滲透系統(tǒng)的工藝流程

自來(lái)水通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器去除原水中機(jī)械雜質(zhì)、懸浮物、膠體、有機(jī)物、游離氯、硬度等以保護(hù)反滲透膜不被破壞及防止在反滲透膜表面結(jié)垢，使之達(dá)到反滲透的進(jìn)水要求。反滲透系統(tǒng)部分包括：保安過(guò)濾器、一級(jí)高壓泵、一級(jí)反滲透膜組件、中間水箱、二級(jí)高壓泵、二級(jí)反滲透膜組件、純化水箱，主要是利用反滲透的原理將經(jīng)預(yù)處理后的水通過(guò)反滲透膜使水分成高含鹽量的濃水及很低含鹽量的純化水，并將水中的大部分細(xì)菌及制熱源得以除去，滿足制藥用水的需要。最后通過(guò)純化水泵、除鹽水管道，將純化水供給車間用水點(diǎn)使用，保證各用水點(diǎn)的水質(zhì)能達(dá)到用水要求。

2 反滲透系統(tǒng)除鹽水電導(dǎo)率及產(chǎn)水量的影響因素與控制對(duì)策

反滲透系統(tǒng)除鹽水電導(dǎo)率及產(chǎn)水量指標(biāo)的影響因素主要有：進(jìn)水的污染指數(shù)SDI，進(jìn)水余氯、進(jìn)水溫度、反滲透系統(tǒng)運(yùn)行壓力、回收率等。詳見(jiàn)表1。

3 反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的控制措施

反滲透膜是整個(gè)反滲透系統(tǒng)的核心部件，反滲透膜的污染程度直接影響反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)反滲透膜污染的管控與處置將是保障反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的最主要措施。

3.1 反滲透膜污染的成因

雙級(jí)反滲透系統(tǒng)在正常運(yùn)行一段時(shí)間后，反滲透膜會(huì)受到來(lái)自水中可能存在的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物或微生物的污染，最常見(jiàn)的污染物為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機(jī)物或微生物。造成反滲透膜污染的影響因素詳見(jiàn)圖2。

圖2 反滲透膜污染成因圖

3.2 反滲透膜污染的控制對(duì)策

反滲透膜的污染一般分為可逆污染與不可逆污染[3]，污染物的形成及污染速度與給水條件與反滲透裝置運(yùn)維有關(guān)，如不采取相應(yīng)的控制措施，污染將會(huì)在反滲透膜內(nèi)急劇擴(kuò)散而損壞膜元件的性能，導(dǎo)致反滲透膜失去清洗價(jià)值。定期檢測(cè)反滲透系統(tǒng)整體性能是確認(rèn)膜元件發(fā)生污染狀況的重要辦法，可采取如下方法：

1)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器出水SDI值、NTU值的定期檢測(cè)

多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器出水SDI>5，NTU>1，說(shuō)明預(yù)處理設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)造成保安過(guò)濾器濾芯更換頻繁，提高運(yùn)行成本。如不及時(shí)處理會(huì)造成反滲透膜的持續(xù)污染，造成反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量減小，除鹽水電導(dǎo)率升高，縮短反滲透膜的使用壽命。SDI值不合格，首先需要檢查多介質(zhì)過(guò)濾器與活性炭過(guò)濾器濾料使用情況，如濾料磨損或?yàn)V料污染需進(jìn)行整體更換。另一方面需要檢查多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器反洗，可能存在反洗時(shí)間太短造成反洗不徹底，可通過(guò)調(diào)整過(guò)濾器的反洗時(shí)間來(lái)改善多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器的反洗效果。

2)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量、電導(dǎo)率等參數(shù)的數(shù)據(jù)分析

通過(guò)反滲透系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的數(shù)據(jù)計(jì)算分析，可以判斷反滲透膜的污染情況。反滲透裝置的產(chǎn)水量減少10%～15%，運(yùn)行壓力增加了10%～15%，電導(dǎo)率增加了10%～15%，只要滿足三者其一，說(shuō)明反滲透膜污染較為嚴(yán)重，需要對(duì)反滲透膜進(jìn)行清洗并對(duì)反滲透系統(tǒng)裝置進(jìn)行檢查。

3)保安過(guò)濾器濾芯的周期更換

保安過(guò)濾器濾芯為反滲透膜進(jìn)水的最后防線，日常需注意保安過(guò)濾器的壓差，壓差超過(guò) 0.05 MPa 時(shí)需及時(shí)更換保安過(guò)濾器濾芯。保安過(guò)濾器進(jìn)出口壓差急劇增加的原因主要是預(yù)處理過(guò)濾器濾料的泄露造成的堵塞。相反出現(xiàn)壓差急劇下降的原因可能是保安過(guò)濾器濾芯破壞或密封不嚴(yán)。通過(guò)觀察保安過(guò)濾器濾芯的污染狀況及污染速度可以判定系統(tǒng)是否存在有機(jī)及膠體污染。周期性對(duì)保安過(guò)濾器濾芯的更換，可以很好的保護(hù)反滲透膜，避免嚴(yán)重污染。一般每3個(gè)月更換一次保安過(guò)濾器濾芯。

3.3 反滲透膜污染的處置與治理

不同類型的污染物對(duì)膜元件性能造成的損害不同，清洗的方法也不同，因此正確地判斷引起膜污染物的類型是膜清洗的基礎(chǔ)。反滲透膜污染可以通過(guò)在線清洗與離線清洗兩種方式進(jìn)行處置。

1)在線清洗

在線清洗主要是通過(guò)反滲透系統(tǒng)配套的清洗裝置化學(xué)清洗工序完成，清洗前需要對(duì)反滲透系統(tǒng)污染進(jìn)行分析，確定污染物種類后制定對(duì)應(yīng)的清洗方案。清洗方案主要包括藥液溫度，藥劑品種、配藥水質(zhì)要求、藥洗時(shí)間。其中藥劑品種的選擇尤為關(guān)鍵，必須針對(duì)反滲透膜污染物的類型確定清洗藥品的選擇。無(wú)機(jī)污染與金屬氧化物污染使用2%的檸檬酸藥液(pH值為2)。有機(jī)污染使用0.1%氫氧化鈉溶液(pH值為12)進(jìn)行清洗。各類膠體污染使用三聚磷酸鈉、EDTA-4Na溶液清洗。微生物污染先使用0.1%NaOH+0.2%乙二胺四乙酸二鈉的溶液(pH值為12)清洗，再用0.1%甲醛溶液清洗。

2)離線清洗

當(dāng)反滲透系統(tǒng)受到嚴(yán)重污染，在線清洗后，反滲透系統(tǒng)性能恢復(fù)不佳，需要將反滲透膜從系統(tǒng)中卸出，裝入專業(yè)清洗裝置進(jìn)行離線清洗。對(duì)于反滲透膜清洗，首先需對(duì)出的單個(gè)反滲透膜進(jìn)行稱重，以鑒別污染的性質(zhì)與程度。必要時(shí)解剖個(gè)別反滲透膜，對(duì)膜片樣本進(jìn)行研究以確定清洗工藝。如陶氏BW30-400元件的干濕重量分別為 11.8 kg 與 14.5 kg。

4 結(jié)論

影響反滲透系統(tǒng)除鹽水電導(dǎo)率及產(chǎn)水量指標(biāo)的因素主要有進(jìn)水的污染指數(shù)SDI，進(jìn)水余氯、進(jìn)水溫度、反滲透系統(tǒng)運(yùn)行壓力、反滲透膜的污染狀況、回收率等。通過(guò)對(duì)反滲透膜污染源的控制，達(dá)到對(duì)反滲透膜的最大保護(hù)，確保反滲透裝置的穩(wěn)定運(yùn)行與除鹽水產(chǎn)水量與水質(zhì)達(dá)標(biāo)。反滲透膜污染可通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器出水SDI值的定期檢測(cè)，反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量、電導(dǎo)率運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析確定反滲透裝置的設(shè)備故障。發(fā)現(xiàn)反滲透膜污染要及時(shí)進(jìn)行清洗，否則會(huì)造成反滲透膜嚴(yán)重污染，已經(jīng)不具備修復(fù)價(jià)值。