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      某電鍍廠純水系統(tǒng)污染分析及清洗

      2012-10-14 15:55:30盧建昌
      科技傳播 2012年6期
      關(guān)鍵詞:產(chǎn)水反滲透膜超濾膜

      盧建昌

      廈門綠創(chuàng)科技有限公司,福建廈門 362000

      0 引言

      目前,反滲透膜廣泛應(yīng)用于海水淡化、廢水處理及回用、純水制作等領(lǐng)域。無論運用于哪個領(lǐng)域膜污染的控制問題都是該項技術(shù)發(fā)展的限制因素,化學(xué)清洗是控制膜污染的主要方法之一[1]。近年來,也有很多文章介紹反滲透膜的污染原因和清洗方法[2-5]。但是,在實際操作中,還是需要根據(jù)實際情況對清洗工藝和方法進行調(diào)整。在這里,筆者從自身的調(diào)試實踐出發(fā),深入分析了某電鍍廠純水系統(tǒng)反滲透膜的污染原因及清洗方法,以期為純水制作過程中反滲透膜的清洗提供科學(xué)有效的方法。

      1 某電鍍廠純水系統(tǒng)運行情況

      某電鍍廠的純水系統(tǒng)包括砂濾與活性炭兩級過濾、超濾及反滲透膜,通過此系統(tǒng)把地表水或者自來水制成電導(dǎo)率≤10us/cm合格的生產(chǎn)用水,即純水。

      該純水系統(tǒng)自2010年投入使用至2011年5月,使用自來水為進水水源。雖然當(dāng)?shù)氐淖詠硭|(zhì)時好時壞,因為有良好的預(yù)處理系統(tǒng)作為屏障,所以純水系統(tǒng)的運行狀況基本穩(wěn)定,出水水質(zhì)能夠達到設(shè)計標準。但是至2011年5月后,純水系統(tǒng)運行工況明顯變差,產(chǎn)水水量和水質(zhì)均下降,各段間壓差也明顯增加,為此廠方對反滲透膜進行化學(xué)清洗。但清洗不久后系統(tǒng)產(chǎn)水量隨之下降,出水水質(zhì)不理想,說明清洗效果并不理想。到了7月份整個系統(tǒng)的運行狀況變得更差,膜系統(tǒng)經(jīng)過清洗后性能仍無法得到有效恢復(fù)。針對這種情況,筆者認真查閱了國內(nèi)外清洗技術(shù)的有關(guān)文獻及膜技術(shù)手冊,結(jié)合自己多年從事膜技術(shù)應(yīng)用的工作經(jīng)驗及純水系統(tǒng)的實際運行情況,配制了有效清洗配方,獲得了良好的清洗效果。

      2 系統(tǒng)的污染原因分析及清洗方案的設(shè)計

      2.1 系統(tǒng)的污染原因

      通過查看運行記錄及純水系統(tǒng)的現(xiàn)場情況,結(jié)合以往的工作經(jīng)驗,可以判斷出造成純水系統(tǒng)污染的原因主要有以下幾個方面:

      1)濃縮比過高

      由于自來水的水量不足,廠方增加了反滲透系統(tǒng)的濃水回流比,其直接的結(jié)果是造成系統(tǒng)排污不足,濃縮比過高,這就導(dǎo)致系統(tǒng)過度濃縮。而過度濃縮會使系統(tǒng)結(jié)垢的風(fēng)險急劇增加,而系統(tǒng)一旦結(jié)垢,主要表現(xiàn)為標準透水量下降,脫鹽率降低。值得一提的是,即使過度濃縮時間很短,一旦生成碳酸鈣結(jié)晶體,也會引發(fā)結(jié)晶的生長蔓延。

      2)阻垢劑的加藥量不足

      從2010年3份開始阻垢劑的加藥量存在不足的情況。甚至出現(xiàn)了很長有段時間都沒有投加阻垢劑的情況。系統(tǒng)投運以來,阻垢劑的加藥量需一直維持在2ppm~3ppm左右,但是從3月份以來的運行數(shù)據(jù)可以看出,用量明顯低于該數(shù)據(jù),期間甚至出現(xiàn)較長時間沒有投加藥劑的情況。藥劑的投加量不足,沒有起到完全的阻垢作用,給系統(tǒng)的運行帶來了污堵的風(fēng)險。

      3)進水水源問題

      2010年7月份開始由于自來水供水不足,廠方?jīng)Q定使用地表水(水庫水)作為進水水源。當(dāng)時地表水的處理系統(tǒng)沒有建成,廠方僅利用懸浮式取水設(shè)備直接從水庫中取水。但因水庫有進行魚類養(yǎng)殖,而且水庫水的鐵、錳含量均較高,所以使用水庫水作為進水水源,給系統(tǒng)帶來了很大的危害。

      2.2 清洗方案的設(shè)計

      結(jié)合現(xiàn)場的情況及上述污染原因分析,可以知道整個膜系統(tǒng)存在嚴重的結(jié)垢、有機物污染、微生物污染、甚至是鐵污染等。因為污染較為嚴重,單一藥劑的清洗已經(jīng)無法恢復(fù)膜性能。為此,作者針對該情況確定了超濾膜及反滲透膜兩套不同的清洗方案。

      2.2.1 超濾膜系統(tǒng)的清洗

      超濾膜的清洗方法分三步:1)配制2%檸檬酸,松動污堵物、清洗垢類及松動金屬氧化物。清洗藥液溫度調(diào)到35℃~40℃。pH值控制在3.0~3.5。循環(huán)清洗60min,浸泡2h,然后再循環(huán)清洗60min。清洗后用超濾膜產(chǎn)水沖洗干凈;2)次氯酸鈉殺菌。配置80ppm的次氯酸鈉對系統(tǒng)進行循環(huán)殺菌,時間為1小時,殺菌后也用超濾產(chǎn)水沖洗干凈;3)使用廈門綠創(chuàng)科技有限公司自行研發(fā)的高效清洗劑LECCAN-UF進行清洗。配置1%~2%高效清洗劑LECCAN-UF,添加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為10.0~11.0,溫度控制在35℃~40℃。循環(huán)清洗60min,浸泡2h,然后再循環(huán)清洗60min。

      2.2.2 反滲透膜的清洗

      反滲透膜清洗方法也分為三步:1)配置2%檸檬酸,松動污堵物,清洗垢類及松動金屬氧化物。清洗藥液溫度調(diào)到35℃~40℃。pH值控制在3.0~3.5之內(nèi)。循環(huán)清洗60min,浸泡2h,然后再循環(huán)清洗60min,清洗完后用超濾膜產(chǎn)水沖洗干凈;2)殺菌。配置100ppm的反滲透專用殺菌劑LECCAN-A對系統(tǒng)進行循環(huán)殺菌,時間為1小時,殺菌完成后用超濾膜產(chǎn)水沖洗干凈;3)使用廈門綠創(chuàng)科技有限公司自行研發(fā)的高效清洗劑LECCANUF進行清洗。配置1%~2%高效清洗劑LECCAN-RO,添加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為10.5~11.0。溫度控制在35℃~40℃。循環(huán)清洗60min,浸泡2h,然后再循環(huán)清洗60min。

      2.2.3 清洗效果

      清洗方案確定后,清洗操作是清洗效果良好的有效保證。在清洗過程中,需要控制清洗液的溫度、pH和清洗流量等參數(shù)在清洗方案設(shè)計的范圍內(nèi)。若污染的情況比較嚴重,則可以采取循環(huán)清洗、浸泡、再循環(huán)清洗的方式,可獲得較好的清洗效果。

      由于本系統(tǒng)的污染情況較嚴重,所以按照上述的清洗方案進行了多次反復(fù)的清洗。清洗后,超濾系統(tǒng)的產(chǎn)水由原來的10t/h增加到15t/h,系統(tǒng)的跨膜壓差降到正常水平。反滲透系統(tǒng)出水能力明顯提高,各段壓差已經(jīng)降低,產(chǎn)水水質(zhì)明顯提高,電導(dǎo)率下降幅度較大,如表1。實踐證明,該清洗效果良好

      表1 反滲透裝置清洗前、后主要指標比較

      表1 反滲透裝置清洗前、后主要指標比較

      3 結(jié)論

      導(dǎo)致膜系統(tǒng)污染的因素較多,常見的污染經(jīng)常是很多污染物共同存在并相互影響,導(dǎo)致系統(tǒng)運行狀況迅速惡化,不能僅根據(jù)其壓差增大、脫鹽率下降等共性進行單一污染原因的處理,需要操作人員掌握必要的相關(guān)知識并根據(jù)實際的情況進行綜合分析,確定污染類型及導(dǎo)致污染的原因,采取合理的清洗方案,并適時調(diào)整。

      [1]嚴海琳,張顯球,杜明霞,等.應(yīng)用于電鍍廢水處理的反滲透膜的化學(xué)清洗.南京師大學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,33(2):50-53.

      [2]王艷,陳愛民,史志琴.反滲透膜離線清洗技術(shù)研究與應(yīng)用[J].清洗世界,2010,26(1):15-19.

      [3]李亞娟,楊慶峰.反滲透膜有機污染的研究進展[J].化工進展,2009,28(8):1458-1463.

      [4]于濤,張玲,李風(fēng)亭,等.反滲透膜的清洗技術(shù)研究進展[D].2003全國水處理研討會暨第23屆年會論文集.

      [5]王木忠,臧殿榮,石鑫.離線清洗技術(shù)在反滲透水處理中的應(yīng)用[J].清洗世界,2011,27(7):4-7.

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