1 前言
山東淄博嘉周熱電有限公司水處理裝有四套2.5m的一級除鹽系統(tǒng)，93年投運，一直用自來水作水源進行脫鹽處理。因自來水供應有限，影響了安全生產，98年就新上2×115m3/h 的反滲透水處理工程，使用的水源是兩個水庫積累的地表雨水。其工藝為
水庫水澄清池混凝沉清→無閥濾池過濾→細砂過濾器過濾保安過濾器過濾→反滲透→原來的一級除鹽處理系統(tǒng)。
水庫水因隨季節(jié)性變化大，污染重，水質差。RO前過濾簡單，沒有活性碳等過濾設備，有時SDI處理不下來，RO被迫停運，如99年就停運六次。即使正常運行，反滲透膜污堵塊，清洗頻繁，短之十天，zui長也就運行一個月必須清洗一次。反滲透膜清洗是一項技術要求很高的工作，開始按膜廠家的技術標準指導清池，不久后系統(tǒng)出力隨之下降，恢復不了設計出力。針對這個劣化趨勢，認真學習考察了國內外的清洗技術和經(jīng)驗，結合自己的水處理 工藝特點，根據(jù)不同時期的水質變化、污染物特征進行現(xiàn)場實物試驗，尋找有效清洗配方，探索改進工藝程序，規(guī)范操作監(jiān)督標準，形成了一套完整的膜清洗技術，取得了很好的清洗 效果，保證了RO的安全穩(wěn)定運行。
2 水質分析
通過每月對水源水質，每周對RO進出水進行分析，其水質指標見表1。
3 反滲透膜的污染特征和原因分析
反滲透膜投入使用后，就要受到水中雜物的污染，由于各地水源水質不同，所采取的預處理 工藝方法也不盡相同，所以反滲透的污染物各不相同，污堵的速度差別很大。即使同一個系統(tǒng)，每個周期的污染物也不*相同，常常不止一種污染物，它們相互影響，加快了污堵速 率和污染的復雜性，增加了清洗難度。常見的污堵情況有以下幾種。
3.1膠體污堵
膠體污堵是一種普遍現(xiàn)象，不管是地下水還是地表水，總含有鐵鋁膠體、硅膠體、有機質膠體 ，預處理時加入的混凝劑，助凝劑，阻垢劑等形成的膠體，這些都可能沉積在膜表面形成膠體污染。使系統(tǒng)質差增加，產水量降低，脫鹽率下降。
3.2生物污堵
生物污堵主要發(fā)生在地表水處理系統(tǒng)和頻繁啟停操作的系統(tǒng)。單一的殺菌劑是不能將水中的各種細菌微生物全部殺死，系統(tǒng)設在死角區(qū)，或停用時間過長造成細菌微生物生長繁殖，粘附在膜表面形成生物粘膜。使系統(tǒng)運行壓差升高，產水量下降，脫鹽是略有上升，然后降低。
3.3化學結垢
化水結垢往往發(fā)生在二段，被濃縮鹽水中過量的溶解鹽沉淀而結垢。表現(xiàn)為原段壓降升高，脫鹽率下降，出力降低。只要調整好回收率和阻垢劑加量是可以控制的。
3.4顆粒堵塞
顆粒污堵往往發(fā)生在前端。主要原因是新系統(tǒng)投運時沖洗不*，保安過濾器缺陷致泥上、 細砂等腐蝕碎片通過。或是微米濾芯采用纏繞型號，絨毛脫落，還有是運行壓差高，使膜邊上的膜片脫落堵在下一個膜的前端。造成壓降升高、出力減小。這些是機械性污堵，是可以預防的。
膜污堵后的通性就是壓差升高，出力降低，脫鹽率降低。那么污堵到什么時候需要清洗呢。
4 膜清洗的確定
膜污染后其運行指標與投運相比，在產水量降低15%，校正后的壓差變化達15%或歸一化后的鹽通量達15%時應進行清洗。
這些指標是一種預防性的保守指標，我們試驗過其指標降低40%時進行清洗也能恢復到投運水平。另外有些單位也采用預防性的清洗，即每月定期清洗一次，來保持膜的清潔度和安全 穩(wěn)定運行。
5 污染物分析
5.1根據(jù)水質監(jiān)督分析
膜污染后，系統(tǒng)運行的表現(xiàn)是一段壓差升高，出力降低，脫鹽率微降。表明主要是膠體、細菌微生物污染。通過表1的RO進出水水質指標，根據(jù)物料平衡理論來計算出的結果表明污染物的主要是有機物、微生物和膠體。
5.2實物分析
利用小塑料片或鏡片試驗掛在RO裝置的一段壓力容器的入口水端，運行一個周期或一段時間后取出試驗掛片，并在其壓力容器壁上刮下污染物用作分析試樣。其污染物是棕黃色粘滑性膠狀物(象黃干油)。玻璃棒粘點進行燃燒有蛋白質香味，放在鉗鍋內燃燒同樣聞到蛋白質香 味，然后碳化。說明有機物含量很高。放入8%的鹽酸液中不溶解，只是顏色變成了灰白色。 若要知其化學成份，辦法是進行元素分析，但需大型、粘密、昂貴的分析儀器，一般的 應用企業(yè)不具備技術條件。
6 的清洗配方是確保清洗質量的關鍵
目前反滲透膜的清洗配方一般都是膜生產商提供的，按性能一般分為酸洗、堿洗、鹽洗和氧化清洗四大類。其配方是有保守性和關健技術的保密性，且還有不同地區(qū)，不同水質的差異性。所以各單位使用后其清洗效果相差很大。所以我們根據(jù)理論分析和現(xiàn)場試驗來選擇了優(yōu)效的配方。
6.1選擇配方的理論依據(jù)
污染物的元素分析是選擇組合配方的理論依據(jù)。根據(jù)上節(jié)中的定性分析篩選了國內外的幾十種清洗劑進行現(xiàn)場單體和復合配方的清洗試驗來選擇*清洗配方。這是簡單可靠的實用方法。
6.2現(xiàn)場試驗確定優(yōu)效配方
將篩選出來的藥劑根據(jù)膜的要求調整配好濃度，PH值分裝在試驗杯中，將試驗的掛片或刮下的污染物等量的放入燒杯中，加熱到清洗溫度觀察其分散溶解狀況。有的能將污物分散成絲線狀，有的能將其污物*剝落分散溶解成溶液。根據(jù)這種試驗結果，考慮藥劑的兼容性，再分析藥劑對人、對滲透膜和環(huán)境的影響效果來科學合理地選用優(yōu)效復合配方來清洗RO，將 取得優(yōu)異效果。在兩年多的50多次清洗試驗中，我們用了昂貴的進口藥劑、低廉的國產藥劑 ，低濃度的氧化劑清洗過滲透膜。其膜的脫鹽率與剛投運時的一樣，即97.5%，所以清洗是 有效的、成功的。
7 清洗工藝對清洗效果的影響試驗研究
清洗配方確定后，清洗工藝和操作是確保清洗質量的有效保證。為此，我們在現(xiàn)場這個大試驗室進行了無數(shù)次的試驗對比研究，找出了*的清洗工藝和操作方式。
7.1順流清洗和逆流清洗試驗比較
順流清洗就是清洗劑流向與運行時水流方向一致的清洗方式。逆流清洗是清洗液與運行時水流 方向相反的清洗方式。順洗是普遍采用的清洗工藝，對膠體污堵、結垢污堵的清洗效果較好 。理由是這兩種物質易化學溶解，且結垢主要在二段，所以脫落溶解后易隨水流沖出。我們 的膜污堵主要發(fā)生在一段各管中的前兩個膜，且主要是有機物和膠體的相互交叉污染，藥劑的作用主要是剝離、分散其污物、不能*溶解。逆洗時其分散溶解的污物隨水流流出的距離比順洗時短得多，沖出的速度就快點，所以逆洗效果相對比順洗效果好一點。
7.2分段清洗與混合清洗效果比較試驗
膜生產廠家對膜的清洗要求是分段清洗，且各段應配制新藥劑。目的是預防交叉污染。在此基礎上進行了混合清洗試驗，即用同一箱藥對一二段進行動靜交替，串聯(lián)清洗。多次清洗試驗證明清洗效果相當，且省時、省力、省錢。我們現(xiàn)在一直是混合清洗方式。
7.3單一清洗與復合清洗試驗比較
對RO的清洗進行了單一的酸洗、堿洗及復合清洗試驗。復合清洗一是藥劑進行復合配方，二是酸洗、堿洗、氧化、絡合，殺菌分步進行，試驗證明復合清洗比單一清洗效果好，見表2。這是因為膜的污染是復雜的，zui上一層通常是粘附著的微粒，膠體及生物物質等，第二層是積沉的鹽類及鐵鋁等金屬化合物，zui靠近膜的第三層通常是為交叉結合的復雜硅酸鹽，絡合性的有機物等。只有將酸洗、堿洗、絡合清洗等程序連接起來復合清洗才能達到目的。
7.4動態(tài)清洗與動靜交替情況的比較
動態(tài)清洗就是一直以流動狀態(tài)清洗到結束。動靜交替清洗就是流動狀態(tài)時將溫度、PH值等調好后 再靜態(tài)浸泡一段時間的清洗方式。試驗說明，動靜交替清洗效果比單一動態(tài)清洗效果好。這是因為單一動態(tài)清洗沖刷，剝落下的污物被沖壓到格柵的邊角處成為死角，分散 、溶解的時間增長。至靜動浸泡時，壓實的污物又還散到藥液中，反應溶解加快。動靜交替 清洗與混合清洗相配合，省時、省力、省錢、效果好。
7.5單管清洗與整體清洗比較
單管清洗就是將某段(級)中的一根壓力容器解裂出來清洗該管中的膜。這種清洗效果比整體清洗效果好。道理就是藥劑濃度、流量等參數(shù)控制可靠。這種方式不影響生產，只是系統(tǒng)出力減小一點。但清洗時間長了。另外我們針對RO一段各管前的*個膜有機物污染嚴重，壓降大等問題搞了一套單膜清洗工藝，一次性將一段各管的*個膜取出，清洗檢驗其膜的性能指標后從末端裝入，效果好。
8 清洗技術參數(shù)控制對清洗質量影響試驗
8.1清洗溫度、PH值對清洗效果的試驗探索
清洗溫度和PH值直接影響膜的化學穩(wěn)定性和清洗效果。溫度升高，有利于化學反應加快，提高清洗質量，但也增加了膜的溶解性。溫度低、效果差。溫度控制在什么參數(shù)為好，DOW膜 控制在35～40℃內，對膜無影響，效果大有提高。PH值高有利于有機物、微生物的清洗，PH 值低有利于垢和金屬氧化物的清洗。DOW公司技術人員到清洗現(xiàn)場指導工作時對我們在他們 規(guī)定的PH值指標上放寬0.5-1.0單位提出個看法，試驗說明酸堿性增加，清洗質量提高。兩年多的運行、幾十次的清洗，膜的脫鹽率一直保持在投運時的97.5%指標上，說明清洗參數(shù)還是控制得合適安全的。
8.2清洗流量、壓差與清洗效果的關系探索
清洗的原則應是低壓差，大通量的清洗方式，單個膜的平均壓降應控制在0.06MPa內。清洗流量小就偏流，有死角，流量大易損壞膜。試驗證明清洗流量是運行流量的1.0-1.2倍zui合適。在藥劑的作用下，這個流速就能保證在正常運行時粘附在膜表面、網(wǎng)絡中的污染物充分接觸藥劑反應溶解分散后沖刷出去，沒有死角和偏流現(xiàn)象，清洗效果好。
9 清洗監(jiān)督和效果評估
清洗過程中必須認真監(jiān)督系統(tǒng)壓降，清洗流量、溫度，分析監(jiān)測藥液濃度、PH值及清洗液顏色變化情況，應嚴格控制在規(guī)定的范圍內。當藥劑濃度或PH值連續(xù)兩次測定值穩(wěn)定不變時， 清洗結束。然后用甲醛或異塞唑啉酮等殺菌劑對全系統(tǒng)殺菌。
投運后對其清洗效果進行評估，其各段壓力、流量、脫鹽率等指標與上周期投時的指標換算成標準狀態(tài)進行比較，脫鹽率應無變化，出力相差2%內效果理想、大于3%時下次清洗應調整 配方，嚴格控制清洗參數(shù)。
10 結束語
反滲透膜清洗采用復合清洗、并配合殺菌處理，效果好，確保運行周期。
反滲透處理地表水，應重在做好預處理，減少清洗頻率，延長膜的使用壽命。我們正在尋找新效藥劑，強化混凝殺菌處理，無閥濾池也改為了無煙煤石英砂雙濾料過濾。并準備上活性碳過濾器過濾處理，以達到上述目的。
科學選擇滲透膜，減少清洗次數(shù)，確保安全生產。BW-30-400膜應用在我們這種地表水處理上不太合適，調查研究了國內外膜用戶，地表水應使用通道大一點，光潔度高，電中性和親水性的膜，減緩污堵速率，延長運行周期和使用壽命。
膜的清洗是項新技術，膜的污染又有很強的地域水源性，在理論和實踐中需要不斷探索、完善，形成一套規(guī)范的清洗技術，以確保膜的安全穩(wěn)定運行。
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