反渗透系统污染的清洗及预处理改造_姚立忱

反渗透系统污染的清洗及预处理改造姚立忱,魏文宇,张少松,王艺林(中海油天津化工研究设计院,天津300131)[摘要]通过对反渗透系统膜污染物的分析,找出了膜污染的主要原因,制定了清洗方案;通过离线化学清洗,恢复了膜的性能;通过对预处理工艺的改造,延长了膜的清洗周期和使用寿命。[关键词]反渗透;污染;清洗[中图分类号]TQ085[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2008)07-0088-02目前,膜分离技术,特别是反渗透技术已在工业领域得到广泛的应用和发展,如锅炉水软化、超纯水制造、污水处理及回用等。随着环境污染的日益严重,许多反渗透系统的原水水质变得越来越差,导致其原有的预处理工艺已满足了要求,许多厂家由于对水污染带来的危害认识不足或处理不当,使其反渗透系统的膜污染速度加快,周期制水量下降,严重的甚至造成反渗透膜的损伤,导致许多反渗透膜还未到使用年限就被迫更换,给企业造成很大的经济损失。笔者通过山东某电厂反渗透系统污染的处理实例说明了正确的反渗透膜污染处理方法和合适的预处理工艺对恢复反渗透膜性能和延长反渗透膜的使用寿命的重要性。1反渗透系统流程与运行情况1.1反渗透系统补水水质和工艺流程山东某电厂于2002年9月投资建成了设计出水量为50m3/h的反渗透系统2套,共使用海德能反渗透膜108支;补水主要为当地自来水和深井水的混合水,按自来水与深井水的体积比3∶1,其原水水质指标见表1,工艺流程见图1。1.2运行情况该系统正常投产前两年运行较为正常,清洗周期为半年左右,但从2005年7月开始出现了压差增加,脱盐率下降的现象;专业公司清洗后效果仍不明显,并出现了脱盐率继续急剧下降的现象。2005年11月1#反渗透系统的脱盐率降至84%以下,2#反渗透系统降至91%以下,反渗透膜面临着被迫提前更换的状况。2005年11月,受厂家委托,天津化工研究设计院国家工业水处理工程技术研究中心对该系统进行了全面诊断,并采取了相应的处理措施。2污染解决过程通过考察分析,找出了导致系统污染的原因,并相应提出了解决系统污染的方案,具体步聚如下:第一步是针对反渗透膜自身污染问题,选择合适的清洗方案对其进行清洗,以最大程度地恢复膜的性能;第二步是针对造成膜污染的主要原因,对系统进行改造,以彻底解决后期运行的污染问题。2.1清洗过程2.1.1污染物的确定为了有效清洗反渗透膜,对膜污染物的组成进行了分析,以根据污染物的成分来选择合适的清洗剂和清洗方式;污染物组成的确定过程如下:(1)通过观察系统中反渗透膜端口污垢的外状发现,其是具有一定黏性的胶状物,判断该污垢应是生物污垢,有机物含量较高,通过分析证实其主要成分为有机物;(2)从抽取的被污染膜清洗出的污染物分析来看,污染物外观为红黄色不溶物,另外,还有少部分污染物是颗粒状不溶于酸碱的物质,经过分析是铁原水碟式过滤器精密过滤器反渗透混床产品水图1工艺流程第28卷第7期2008年7月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.28No.7Jul.,2008表1原水水质指标项目井水自来水Ca2+/(mg·L-1)206.89147.53Mg2+/(mg·L-1)25.1423.0SO42-/(mg·L-1)197.1165.2Cl-/(mg·L-1)181.09110.67pH7.057.31溶解固形物/(mg·L-1)987.4432.5全碱度/(mg·L-1)10.0454.51全硬度/(mg·L-1)6.224.65永久硬度/(mg·L-1)9.363.12COD/(mg·L-1)1.550.32电导率/(μS·cm-1)16501100悬浮物/(mg·L-1)<1<188的氧化物、无机物和胶体的混合物;(3)从现场的进水水质分析结果来看,混合进水中COD平均在10mg/L以上,铁离子也在2.0mg/L以上。通过以上分析,判断反渗透系统污染是由有机物胶体、铁离子污染和预处理泄漏物污染所致。2.1.2清洗方案的确定该系统以往的在线清洗之所以都造成了系统脱盐率的下降,是由于该膜的污染物中有颗粒状不溶物,其对膜表面造成划伤。所以本次清洗采用了离线方式对反渗透膜进行清洗,将反渗透膜从系统中拆下,使用离线清洗设备进行单支清洗,在清洗过程中使用天津化工研究设计院国家工业水处理工程技术研究中心自主研发的膜用清洗剂TS-882、TS-883。膜用清洗剂TS-882、TS-883可将膜表面的污染物溶解剥离,再通过清洗液的循环流动将污染物带出,以达到较好的清洗效果。2.1.3清洗效果我们于2005年12月份对该厂反渗透膜进行了清洗,清洗效果较好。其中,1#和2#系统的压差分别下降了0.12、0.11MPa;出水量分别上升了7.1、7.5m3/h;脱盐率得到了较好的恢复,分别上升了11.5%和6.