超滤系统化学清洗方案的选择

超滤系统化学清洗方案的选择冒建徐海徐少强摘要：超滤系统在其长期运行过程后，被处理液体中的微粒、胶体粒子、有机物和微生物等大分子溶质会与膜产生物理化学作用或机械作用而引起在膜表面或膜孔内吸附、沉淀覆盖而形成滤饼层甚至使膜孔变小或堵塞，导致膜的透膜压力增大，透水量或分离能力下降。关键词：超滤系统污染化学清洗沙钢宏发焦化厂四期干熄焦除盐水制备系统采用母管制,流程为工业水→曝气装置→全自动过滤器→全自动除铁器→等离子换热器→超滤系统→反渗透系统→混床→除盐水箱。每台超滤的制水量为100m3/h，整个除盐水站的年供水量超过60万t。沙钢除盐水站制水系统所采用的HYDRAcap超滤技术是一种用于水处理的高精度膜过滤工艺，可有效地去除细菌、病毒、大分子有机物、胶体和颗粒物。与传统滤料过滤工艺相比，HYDRAcap超滤工艺流程简单、药剂用量少、水回收率高、占地面积小。超滤系统在运行过程中即使预处理做的再好，水中极少的杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响，因此，超滤系统在使用运行过程中每隔2~3月一次或在相同运行条件下压差大于0.14MPa时应对膜组件进行化学清洗，以恢复膜的通量和截留率。沙钢除盐水站超滤系统在运行了一段时间后，超滤系统制水效率下降，系统压差升高，运行数据如下表：进水压力（bar）产水压力（bar）浓水压力（bar）产水量(m3/h)保安过滤器压差(MPa)投运前期0.880.620.871000.01投运一段时间后2.020.602.02650.1注：系统压差=（进水压力+浓水压力）/2—产水压力1清洗液的配制及清洗方案的初步选择1）采用酸性溶液对UF装置进行清洗。该清洗方案适用于，由于当进水中Fe或Mn的含量超过设计标准，或者超滤膜组件的进水中SS特别高，而对膜的浓水侧造成的非有机物污染。一般可选用化学药品：1%~2%柠檬酸水溶液或0.1N草酸溶液或0.1N盐酸溶液。2）采用用碱性氧化剂溶液对UF装置进行清洗。当进水中有机物含量高，可能引起滤膜受到有机物污染。并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类也将在超滤膜组件中产生，由此引起生物污染。一般可选用化学药品：0.1%NaOH＋0.2%NaClO。根据沙钢除盐水站制水系统的分析，由于曝气装置液位计经常长青苔，超滤常规反洗出水中含有黄色胶体状物质，初步判断采用碱性氧化剂对超滤系统进行清洗。2碱液清洗步骤1．将待洗超滤自动停运，关错流排放阀，将就地控制箱操作系统（运行、反洗、清洗）打到停止位置。2．开其他运行超滤药洗产水回水阀（可微关其他运行超滤产水手动阀，取水后全开），向药洗计量箱注水约4000L，取完水后关闭药洗产水回水阀。3．向药洗计量箱加药：氢氧化钠8kg，次氯酸钠15kg。4．关闭产水进水阀、出水阀，开药洗进水阀、药洗产水阀、药洗浓水阀、开药洗泵循环阀，启动药洗循环泵，循环至超滤系统内清洗液浓度一致（PH=12），在循环过程中，不断对其进水、产水、浓水的pH值进行检测，如果pH值降低，则补充适量的氢氧化钠，使清洗液的pH值保持在12左右。5．系统循环2小时，停药洗循环泵，浸泡8小时。6．浸泡完毕后，启动药洗循环泵系统每循环1小时，浸泡0.5小时。往复上述药洗3~5个周期（药洗2个周期后调节药洗浓水阀开度至40%~60%）。7．通过浓水顶排阀（或进水底排阀）将超滤系统清洗液排掉，药洗水箱中的剩余清洗液通过药洗箱底排排出。排水完毕关浓水顶排阀（或进水底排阀）停药洗循环泵，关药洗计量箱底排阀。8．开其他运行超滤药洗产水回水阀（可微关其他运行超滤产水手动阀，取水后全开），向药洗计量箱注水约4000L，取水完毕关闭超滤药洗产水回水阀。9．启动药洗循环泵，开浓水顶排阀（或进水底排阀）进行冲洗，冲洗至出水PH=7。3效果分析碱洗结束后，运行超滤进行制水，运行数据如下（已经更换超滤保安过滤器滤芯）：进水压力（bar）产水压力（bar）浓水压力（bar）产水量(m3/h)保安过滤器压差(MP)投运前期0.880.620.871000.01投运一段时间后2.020.602.02650.1碱洗后1.980.601.96730.01通过数据分析，我们发现碱洗后超滤的压差几乎没有变化，系统压差依然大于0.14MP，碱洗的效果不大，随后，我们在药洗水箱底排排污口发现有白色垢状物，取少量污染物送至化验室分析，证实为碳酸钙、碳酸镁类物质，之前我们对超滤所受污染物的判断是错误的，根据污染物的类别我们选择第一个方案，对超滤系统用酸液进行清洗。4酸液清洗步骤药品名称32%氢氧化钠次氯酸钠十二烷基苯磺酸钠用量8kg15kg300g药品名称食品级柠檬酸30%盐酸用量100kg5kg—10kg酸液清洗的步骤与碱洗的步骤相同，此处不再重复赘述。清洗过程中pH值应维持在2-3。酸洗结束后，运行超滤系统，制水量及各项技术指标均恢复到原先的水平，系统压差也恢复正常，运行数据如下：进水压力（bar）产水压力（bar）浓水压力（bar）产水量(m3/h)保安过滤器压差(MP)投运前期0.880.620.871000.01投运一段时间后2.020.602.02650.1碱洗后1.980.601.96730.01酸洗后0.890.610.881000.015结论1．沙钢除盐水站所用工业水的水质硬度偏大，导致超滤的污染物主要是一些碳酸钙、碳酸镁等物质，清洗方案主要以酸洗为主。一般2个月左右即可对超滤系统进行一次酸洗，为了预防胶体及生物污染，半年内亦需对超滤系统进行一次碱洗。2．鉴于污染物的性质，超滤系统需要经常清洗，压差不需等到大于0.14MP时再清洗，一旦污染物结垢严重，将很难将污染物彻底清洗干净。3．超滤系统维护需要经常对其进行检查，其中包括经常对超滤保安过滤器滤芯的及时更换。如果超滤保安过滤器滤芯污堵，对超滤系统的制水也有很大的影响。（作者单位：沙钢集团有限公司焦化厂江苏张家港215625）