反渗透膜元件的铁污染清洗研究

天津城市建设学院学报第l5卷第3期2009年9月JournalofTianjinInstituteofUrbanConstructionVo1．15No．3Sep．2009反渗透膜元件的铁污染清洗研究朱建平，靖大为(天津城市建设学院膜技术研究中心，天津300384)摘要：通过分析反渗透膜清洗药剂在清洗前后成分的变化，比较了清洗药剂对铁及相关污染物的去除效果．通过反渗透膜元件清洗前后产水量、脱盐率、膜压降的变化，确定了针对铁污染膜元件的最佳清洗药剂．关键词：反渗透技术；清洗药剂；铁污染；有机物中图分类号：X703．3文献标识码：A文章编号：1006．6853(2009)03—0196-03近年来，膜分离技术，特别是反渗透技术已在工业及其他领域得到广泛的应用和发展，广泛应用于电力、冶金、化工、电子、制药、食品等多个工业行业⋯．在反渗透系统运行的过程中，膜元件不可避免地产生污染现象．膜元件的污染，主要是有机物、无机物与微生物三大类．化学清洗可以有效地提高反渗透膜元件的各项性能参数，使得被污染的膜元件恢复到较高的水平．对于铁及相关污染膜元件的化学清洗，选择合适的清洗药剂十分重要．通常某些深井水溶解氧含量较低且呈还原态，pH值一般偏碱性，其典型特点是含有二价的铁和锰．井水中的Fe与大气接触后氧化为Fe3十，易形成Fe(OH)3．工程中除铁的方法是催化氧化一接触过滤法，即首先用次氯酸钠氧化，然后经双层过滤器将其除掉[2】．针对铁污染问题，不同的膜厂商推荐了不同的清洗药剂．笔者用不同组合的清洗药剂，对铁污染膜元件进行化学清洗，采用各种分析仪器分析了清洗药液在清洗前后成分的变化，并结合膜元件清洗后性能参数的恢复情况，选择出清洗铁污染膜元件的最佳清洗药剂．1试验与测试1．1被清洗的膜元件性能被清洗的三支反渗透膜元件来自同一系统，污染物的种类相同，通过清洗前的测试指标，可以看出各支膜元件性能参数的差异不超过15％．由于三支膜收稿日期：2009．03—18；修订日期：2009．04—27作者简介：朱建平(1982一)，男，天津人，天津城市建设学院硕士生元件的污染类型相同，各项参数差异不大，使其在清洗上有可行性和可比性．1．2膜元件的清洗药剂反渗透膜元件的污染成分是十分复杂的，通常是有机物、无机物、微生物污染同时存在．本实验的膜元件也不是单一的铁污染，同时还有有机物和微生物污染．首先采用酸性清洗，去除无机污染物，然后再采用碱性清洗，去除有机污染物【3】．《陶氏膜产品及技术手册》中采用氢氧化钠溶液去除生物和有机物污染，像铁这样的特定污染物的清洗采用亚硫酸氢钠或柠檬酸，盐酸作为去除金属氧化物的常用药剂用来与特定铁污染清洗药剂进行对比．笔者通过三组药剂(见表1)分别清洗三支膜元件，每组药剂中的酸碱交替使用．表1实验所用清洗药剂和清洗条件组别药剂名称pH亚硫酸氢钠5．5第一组氢氧化钠l1．5柠檬酸3,4第二组氢氧化钠11．5盐酸2．5第三组氢氧化钠l1．51．3检测方法通过对不同清洗液在清洗前后成分的变化，得出清洗药剂对特定污染物的去除量，进而分析各种清洗药剂对污染物中无机盐和有机物的去除效果．总Fe含量的测定，采用邻菲哕啉法测定【4]．Na，Mg2+，ca，cl一，SO4}等离子浓度的测定采用美国Dionex公司的ICS一1500型离子色谱仪．有机物TOC指标的测定采用日本岛津公司的TOC—VCPH分析仪．天津城市建设学院学报朱建平等：反渗透膜元件的铁污染清洗研究2数据分析2．1无机盐去除效果分析一般井水中含有的无机离子主要有六种：阳离子有Na，Mg，Ca2+；阴离子有HCO，C1一，sO4．其中·l97·Mg2．，Ca2，SO的存在容易形成难溶盐，在膜表面结垢，使膜性能下降．井水中的Fe与大气接触后氧化为Fe抖，易形成Fe(OH)3．图1为各种酸对无机盐离子的去除量．表2为三组清洗药剂分别清洗三支膜元件后其成分的变化．由表2中的数据和图1可以看出，亚硫酸氢钠对表2药剂对离子的去除量mg／L离子第一组第二组第三组亚硫酸氢钠氢氧化钠柠檬酸氢氧化钠盐酸氢氧化钠名称洗前去除量洗前去除量洗前去除量洗前去除量洗前去除量洗前去除量Nal33．O41131．020l3．44．O140．052．O8．666130．02．0Mg6．8300．2l98．721．O033-2¨-2450-32-3Ca19．56794．927l6．5550．04．9l1．010．94754．92．1总Fe0．23210．380．3212．00．618．O0_3700．76．0Cr5．9192．7l18-22．63．71．1163．08473．4103．0SO4一64．2211O-31916．2l-212-310．O1．7314．428．0Ca和总Fe的去除效果最好，分别为679mg／L和321m