超滤化学清洗技术研究及应用

2019．16调查研究电子乐园363超滤化学清洗技术研究及应用张雪梅神华国能蒙东能源有限公司，内蒙古呼伦贝尔021000摘要：制定科学的水处理方案能延长系统寿命，确保水处理效率，避免水箱、管道及设备内部滋生细菌，粘连污染物，降低了设备元件的损坏率，节省了大量维修和更换消耗的成本，能确保超滤及反渗透设备的工作效率，使电厂水处理流程更为安全、经济、健康。本文基于超滤化学清洗技术研究及应用展开论述。关键词：超滤；化学清洗技术；研究及应用中图分类号：TM621文献标识码：A引言超滤系统在补给水处理中常作为除盐系统的预处理，受自清洗过滤器污堵和超滤膜污染的影响，会造成超滤产水量降低，甚至影响生产运行。自清洗过滤器反洗压力过低是导致其污堵的重要原因，通过调整系统参数，提高自清洗过滤器反洗压力能有效避免该问题的发生。常规反洗作为超滤膜单元工作过程的重要环节，反洗时间过短将导致超滤膜反洗不充分，加速膜污染的过程；而反洗时间过长又会导致超滤反洗用水量过大，难以满足生产运行。应根据超滤系统运行情况，调整和优化常规反洗时间，以达到清洗目的并满足生产运行需要。通过对超滤膜多次清洗实验和数据分析，寻找到了一种适合地表水污染超滤的一种化学清洗方案，即碱洗采用氢氧化钠+次氯酸钠、酸洗采用草酸的清洗方法为适合我公司最佳方案。不仅延长了设备的使用寿命，降低了生产成本，更重要的是稳定了机组安全生产，使居民供热得到了保障。1超滤的工作原理超滤是膜孔径介于微滤和纳滤之间，在压力作用下利用其筛分过程达到分离纯化目的的一种膜分离技术。随着水处理技术的不断发展，超滤技术被广泛应用于饮用水处理、废水处理、医疗医药、食品加工。锅炉补给水处理中，在除盐水处理系统前设置超滤能够去除水中悬浮物、胶体、大分子有机物、细菌、病毒等杂质，使后续除盐水处理系统的进水水质得到改善。但超滤技术在电厂锅炉补给水处理中广泛应用的同时，超滤系统产水量降低甚至影响生产需要的问题也较为普遍。造成超滤系统产水量降低的原因有自清洗过滤的污堵和超滤膜的污染等，如何在日常运行中调整和优化超滤运行参数，避免上述问题发生并满足生产需要显得尤为重要。超滤（简称UF）是一种介于微滤和纳滤之间的膜过程，其额定孔径范围在1~20nm范围内，属于微孔过滤。超滤膜工作原理以膜表面孔径的机械筛分作用为主，同时还伴随着膜孔阻塞、阻滞作用和膜表面及膜孔对杂质的吸附作用，几种作用共同影响，以达到去除废水中的大分子物质和微粒的目的。超滤并不能去原水中的盐分，但几乎可以将所有的颗粒、悬浮物、细菌、病毒和原生动物全部去除，此外，对于胶体物质（非活性硅、铁、铝等）和高分子量有机物也有一定的去除效果。2运行情况与污染物分析该再生水厂超滤单台水量500m3/h，反洗30min，系统初始压差25kPa，清洗压差60kPa；反渗透设计单台产水量169m3/h，初始系统压差约240kPa，水源来自污水处理厂出水，提标之前水质满足一级A的标准，絮凝剂投加量10mg/L，出水浊度约为3～7NTU，总磷稳定在0.4mg/L左右，进水调节池池容2000m3，停留时间约1h，此时超滤和反渗透运行均较为稳定，超滤清洗周期约为140h，反渗透运行1200h压差增长约70kPa，流量降低约20m3/h。污水处理厂提标后：总磷要控制在0.3mg/L以下，为满足除磷需求絮凝剂投加量提高到20～30mg/L，出水浊度降低到2～5NTU，出水总磷降低到0.1～0.2mg/L。提高絮凝剂投加量后虽然二沉池出水浊度较低，但在调节池出水观察到有白色絮体，取出含絮状物的水经过滤后分别入0.1%的盐酸和氢氧化钠溶采液中均发生溶解，产生铝盐絮体，因此判断投加的絮凝剂在二沉池未能充分絮凝沉淀，部分离子态铝进入再生水系统调节池后发生了后絮凝。1）此种工况下超滤系统压差增速开始提高，稳定运行压差增加到60kPa，运行70h随即增长到80kPa必须停机清洗，采用500mg/L的次氯和pH2.5的酸联洗效果不明显，压差仅能降低到50kPa，投入运行后增长速度较快，频繁清洗导致系统产能不足。为改善效果采用1%柠檬酸pH调整到2.5进行清洗，压差可降低到30kPa但投入运行后增长速度仍然较快。2）生物池出水投药量增加后反渗透污染速度加快，压差在投药量最高50mg/（L·d）时最大增速为二段增长200kPa/d，一段压差增长约100kPa/d，系统压差达到590kPa，系统出水电导最高达到了500μS/cm,二段部分膜组件出水电导高于1000μS/cm。3化学清洗注意事项（1）控制好清洗液的温度清洗液温度较低时，水的粘度会减小，流速会降低，清洗效果较差。反之，清洗液温度的提升更利于污染物的溶解，清洗效果较好。但是由于超滤膜材质为高分子材料，水温超过40℃会造成膜孔扩大失去活性，所以出于安全经济性考虑，一