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反滲透膜化學清洗全過程

發布日期:

2021-05-27 08:11:44

欄目:

膜法水處理資訊

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摘要:根據某發電廠反滲透系統的工作流程、運行情況和多次反滲透膜的清洗經驗,對反滲透膜化學清洗方法作了總結,摸索出一套行之有效的常規藥品典型清洗方法,提出建議,供同類型水源及設備廠家參考。

關鍵詞:反滲透 化學清洗 污染

反滲透膜法水處理工藝是目前公認為水有效除鹽的技術之一。在以地表水作為鍋爐水源的大中型火力發電廠,化學除鹽水處理中反滲透技術應用越來越廣泛。但是由于反滲透膜在正常運行過程中,不可避免地會被無機鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染,這些物質沉積在膜表面上,將會引起反滲透裝置出力下降或脫鹽力下降,因此為了恢復良好的透水和除鹽性能,需要對膜進行化學清洗。


某發電廠在該地區較早使用反滲透膜法水處理技術。一期2*300MW機組的除鹽水系統中,通過技改在2000年安裝了兩套2*50t/h的反滲透裝置,二期4*600MW機組的除鹽水系統中安裝了二套130  t/h的反滲透裝置。設備投運幾年來,反滲透膜的清洗均是由電廠運行獨立完成的,本文根據歷年的清洗經驗,總結出目前行之有效的典型常規藥品典型清洗方法,以供同類型水源及設備的廠家作一參考。

一、反滲透系系統的流程與運行情況

1、水特點 

某發電廠二期機組使用的水源是來自一條河流,水質特點為低濁度、高有機物,從歷年的水質來看,夏季水質較好,每年的1、2、11、12是水質差的季節,COD(錳法)高達到15mg/l且腐植質、膠體類大分子有機物占較大比例,含鹽量在700mg/l左右,正常情況下,原水的含鹽量在400 mg/l左右。

2、反滲透設備的進水水質要求

反滲透膜采用陶氏公司的CPA3型抗污染復合膜,對反滲透設備的進水控制要求較嚴,進水水質為:SDI4,COD2mg/l,濁度〈1NTU。

3、反滲透設備的流程

根據原水水質及進水水質的控制要求,設計流程為無閥濾池出水----多介質過濾器---活性碳過濾器—保安過濾器(濾芯為4.5μm--高壓變頻泵---反滲透—預脫鹽水箱---預脫鹽水泵---后續的離子交換設備,2*130t/h的反滲透裝置膜組件16/9排列,設計脫鹽率》百分之九十七,回收率百分之七十五。

4、反滲透系統的運行特點與清洗周期

20141月,二期2*130t/h反滲透裝置移交運行,膜進水水質控制在SDI3.5-4之間,濁度小于1NTU,進水COD的含量在活性碳更換初期可達到要求,但有多個月份維持在3mg/l左右,超過進水水質要求,且有時在測定SDI的膜片上能發現有一層綠色粘狀的有機物,一套反滲透裝置每月制水量在5萬噸左右。

膜的運行特點是隨著運行時間的增加,反滲透裝置進水壓力逐漸升高,透水量降低,出力下降較快,脫鹽率無變化,6個月即達到清洗周期。  

二、反滲透膜清洗

1、污染物的確定

1)從系統運行狀況來看,表面上系統壓差下降不明顯,膜的脫鹽率無變化,但實際上隨著膜的進口壓力提高,在同樣的濃水排放流量下,膜的進水流量下降較快,導致膜的出力直線下降。因此膜存在嚴重的污堵現象。

2)從測定保安過濾器進口SDI值時看,SDI測定的過濾膜片上能發現有一層綠色粘狀膠體狀有機物,表面反滲透預處理系統無法完全去除原水中的有機物,反滲透膜存在有機物污堵。

3)剖開一期已換下的膜組件看,膜污染的狀況主要是以有機物污染為主,無機鹽垢很少。

2、清洗方案的確定

根據反滲透膜廠家提供的清洗參考,結合現場實際情況,我們采用了EDTA堿洗與檸檬酸酸洗相結合的清洗方案。具體如下:

1)系統管路沖洗:

采用清洗水泵為動力,用預脫鹽水沖洗整個系統管路,包括清洗管路。  

2)分段堿洗

根據溶液箱及管路體積,配制好百分之一EDTA二鈉鹽溶液,并用分析純的氫氧化鈉調節溶液的pH值為10.5左右,清洗液溫度保持在40℃左右,清洗分段進行,先清洗一段,再清洗二段,清洗方向與運行方向一致,清洗采用動態循環與靜態浸泡相結合。

3)一二段串聯酸洗

參照堿洗方案,配制好百分之一的檸檬酸溶液,并用分析純的氨水調節溶液的pH值為2.5左右,清洗液溫度保持在40℃左右,清洗時一、二段串聯酸洗。也采用動態循環與靜態浸泡相結合。

3、清洗的具體實施表現

1)在清洗前檢查整個清洗系統有關閥門及管路嚴密。

2)在堿洗時,每一段循環清洗的時間為1個小時,然后浸泡2個小時,如此往復,控制時間為16個小時。在清洗過程中,控制清洗液的pH值在10.5左右,當清洗液的顏色發黃、發深,出現大量泡沫時,表明清洗效果較好。

3)堿洗結束后,對反滲透系統和清洗管路進行大流量的除鹽水沖洗。測定沖洗出水的pH值在7左右,方可實施酸洗。一、二段串聯酸洗時,也采用動態循環與靜態浸泡相結合,循環時間、頻率與堿洗一致,有時清洗過程中清洗液的顏色會出現淡紅色,這表明反滲透膜中有鐵污染,氧化鐵與檸檬酸絡合成了檸檬酸亞鐵胺絡合物。

4)清洗結束后用除鹽水對整個系統進行沖洗。


三、總結與建議

1、對單一污染物的清洗,特別是對表面顯示有機物污染的膜系統,采用EDTA堿洗與酸洗的復合清洗是必要的,只靠堿性配方清洗,效果難以湊效。實際上,較常見的有機物污染物表層可見到膠體或微生物,但下層可能是鐵、鋁等氧化物或硅酸鹽垢。我們在某次清洗中根據膜廠家的建議,只采用了EDTA堿洗,結果清洗投運后膜的運行壓差反升不降,后立即采用檸檬酸酸洗,膜設備投運后一切正常。

2、采用靜態浸泡與動態循環交替清洗,省時省力,效果較好。

3、膜廠家在清洗配方的推薦時,往往在堿洗時要求加入陰離子表面活性劑,以利于有機物的清洗,但在實際使用時,活性劑會產生大量的泡沫,堿清洗后管道及溶液箱的清洗時間較長,易引起交叉污染,清洗時盡量不要使用。

4、二期反滲透設備初次投運時,在測定SDI時,過濾膜片上有細小的石英砂顆粒,后拆開反滲透膜端板,發現膜進口端已有部分砂粒,采用了鑷子夾、面團粘附的方法,清除了進口端的砂粒。重新安裝了機械過濾器和活性碳過濾器的濾料。

5、膜生物污染的積累會大量增加清洗次數和明顯減少膜的性能,使用地表水作為水源的電廠。雖然定期再生及更換活性碳在一定程度上減小了膜的污染,但有機物的污染還是大大超出目前傳統預處理設備的控制范圍,因此使用更先進的預處理技術如超濾設備迫在眉睫,這可以大大保證反滲透系統的經濟性。

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