浅析大出力超滤系统频繁化学清洗的原因及简单处理方法

浅析大出力超滤系统频繁化学清洗的原因及简单处理方法朱彬（国家能源集团泰州发电有限公司，江苏泰州225327）摘要：首先对超滤系统运行原理及优点进行了阐述，随后分析了超滤系统在运行过程中频繁遇到进水压力高、跨膜压差大的原因及简要应对方法，对今后超滤系统的设计及运行管理工作有良好的借鉴意义。关键词：超滤；二次絮凝；反洗0引言超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到部分的纯化。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的。在超滤运行过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂（水）及小分子溶质透过超滤膜，成为净化液，比膜孔大的溶质及溶质集团被截流，随水排出，成为浓缩液。超滤运行过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复[1]。超滤设备系统回收率高，所得产水水质优良，系统工艺设计先进，集成化程度高，结构紧凑，占地面积少，操作与维护简便，工人劳动强度低。超滤设备控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计，结合先进的控制软件，现场在线监控重要工艺参数，避免人工误操作，多方位确保超滤系统长期稳定运行。超滤设备系统能耗低，生产周期短，与传统工艺设备相比，设备运行费用低，能有效降低生产成本，提高企业经济效益。1概况介绍我公司位于长江中下游区域，公司装机容量为4×1000MW，目前在化学水处理系统中配有5台超滤系统，其中#3、#4、#5超滤采用的是龙源产中空纤维超滤膜，型号：LWU-P1150。由于这几台超滤出力较大，故超滤膜采用的是一台超滤几列膜并联运行。其中#3、#4超滤是两列超滤膜并联运行，每列两侧分别有超滤膜18和19根，单台超滤共计74根超滤膜，超滤系统额定出力为200t/h；#5超滤是三列超滤膜并联运行，其中两列两侧分别有超滤膜15和16根，另一列两侧分别有超滤膜15和15根，单台超滤共计92根超滤膜，超滤系统额定出力为250t/h。2超滤运行中的常见问题实际运行中，由于超滤系统长时间持续运行，在夏季汛期及冬季低水温期间，经常遇到超滤进水压力变大、跨膜压差增大的问题，导致超滤系统因为保护条件动作，自动停运超滤进水泵或连续进行反洗，无法正常运行，制水压力大，只能通过降低进水流量来运行，无法保持正常的供水量。进行常规的水力反洗及CEB酸洗、碱洗后均无果，必须进行超滤膜化学清洗方可解决超滤进水压力大、跨膜压差大的问题。3超滤进水压力、跨膜压差大的主要原因针对超滤系统在运行中进水压力变大、跨膜压差变大的现象，对超滤系统运行进行了长时间观察，对压差大的超滤系统拆下膜元件进行检查，总结下来引起超滤进水压力变大、跨膜压差增大的主要原因为超滤进水水质不佳、超滤反洗效果不佳及超滤进水水温偏低。3.1超滤进水水质不佳我公司原水水源为长江水，其浊度不稳定，随着季节、天气（下雨）的变化，长江水质变化较大。而为了保证原水预处理反应沉淀池的出水水质，一般投加的絮凝剂（PAC）剂量都会略微偏多一些，残余的絮凝剂随出水流入后继水处理设备系统中。反应沉淀池出水经过重力式空气擦洗滤池过滤后，又去除水中部分残留的絮凝剂，其余的絮凝剂就会进入化补水水处理系统中。这些残余的絮凝剂经过超滤系统时，被超滤膜截留。随着超滤系统的运行，这些截留在超滤膜表面的絮凝剂形成二次絮凝过程，絮凝产生的絮凝物无法透过超滤膜，在超滤膜表面慢慢积累，最终引起超滤系统进水压力变大，跨膜压差变大，产水率下降。由于这些絮凝物具有一定的黏性，所以超滤系统的普通反洗无法彻底去除，只能通过化学清洗的手段才能有效去除絮凝物。这一现象在水处理运行系统过程中无法完全避免，只能根据反应沉淀池进水水质，及时调整絮凝剂的投加量，在保证出水水质的情况下尽量减少残余絮凝剂，减少残余絮凝剂在超滤膜表面形成二次絮凝，堵塞超滤膜表面。3.2超滤反洗效果不佳因#3、#4、#5超滤为大流量超滤，所以超滤膜数量较多，总计74根和92根，因此在超滤膜排列上设计为两列和三列膜组件并列运行。但在超滤反洗的过程中，因受到管道阻力、弯头阻力等的影响，会产生偏流现象，影响超滤的反洗效果，具体表现在以下两个方面：（1）在现场观察超滤的反洗过程，会发现超滤膜连接的反洗出水管道（半透明的）中，部分列的管道中有明显的水流动现象，部分列的管道中有黄褐色水出现（超滤膜表面经空气擦洗下来截留的杂质及二次絮凝产物），但该部分反洗出水因为反洗水量较小的原因（偏流）并没有经反洗排水管道排出，到反洗结束后，这些杂质及二次絮凝产物又随着正常运行时水的流向，积聚在超滤膜表面，导致超滤进水压力变大，跨膜压差增大。（2）表现在超滤的产水浊度上。正常运行时超滤的产水浊度约