浅析玉环电厂超滤化学清洗

浅析玉环电厂超滤化学清洗
作者：雒杰
来源：《中国新技术新产品》2011年第24期
摘要：随着科学技术发展，压力式中空纤维膜超滤技术已广泛应用于现代新型水的预处理工艺中，超滤过滤的优点是运行中无相变、能耗低、工艺简单、分离效果好。

维护好超滤膜的关键是预防超滤膜污染及适时进行化学清洗。

关键词：超滤; 污染 ;化学清洗
中图分类号：TM62 文献标识码：A
1超滤原理
超滤是分离膜技术中的一部分，它是介于微滤和纳滤之间的一种膜处理。

超滤膜孔径通常在5nm和0.1μm之间。

一般用截留分子量的范围来表征超滤膜孔径。

超滤在火电厂的典型应用是以压力差为驱动力，从入水中分离悬浮物、大分子和胶体物质、细菌和微生物等杂质，对BOD和COD有部分的去除率。

所分离的物质的分子量在几千道尔顿（Dlton）以上，或者说在截留分子量（MWCO）在1000～500,000之间。

2玉环电厂超滤简介
2.1 简介。

华能玉环海水淡化工程以乐清湾海水为水源，采用超滤和反渗透组合工艺为玉环电厂4×1000MW超超临界燃煤汽轮发电机组提供淡水。

超滤部分采用ZENON公司1000型超滤系统，产水量（共6个膜池）3556T/H，单套装置设计产水量533立方米／小时，回收率90%，超滤膜组件胶体硅去除率：≥95 %，产水指标：浊度＜0.1NTU，SDI＜3。

六套装置共用一套化学清洗系统，一套反洗系统。

2.2 膜元件
华能玉环电厂选用的超滤膜元件为ZeedWeed1000，属浸没式系统，基础是具有阻垢功能的PVDF（聚偏二乙烯氟化物）中空纤维膜，由ZENON环保公司制造。

中空纤维水平的布置在模块中。

在ZENON膜过滤系统中模块是最基础的服务单元。

水通过从中空纤维的外部流到中空纤维的内部（内腔），从透过液端流出。

2.3 膜箱。

ZeedWeed1000膜块能够在不同的膜箱结构中使用。

膜箱由3个膜堆栈组成，每个堆栈的膜块数不定。

模块的每个堆栈都通过通过液收集管与膜箱的透过液端连接。

膜箱可以用高架起重机或起吊机构从膜池中提出。

2.4 ZeedWeed工艺的优点。

超滤膜提供了一物理栅栏阻止大量的细菌微生物和固体进入给水中。

ZeedWeed1000 模块的名义孔径为0.02μm，可以去除尺寸大于此的颗粒或悬浮固体，也包括细菌。

结果只有最少的化学添加剂和化学处理就可获得高质量的可饮用水。

3、超滤化学清洗。

超滤运行的过程中，随着工作时间的延长，膜通量逐渐减少，产水流量降低，透膜压差升高。

造成这种现象的主要原因是膜污染。

解决膜污染，恢复产水能力的有效的办法就是进行化学清洗。

3.1. 污染物的确定。

根据日常清洗中的观察和取样化验，超滤膜污染的主要物质为橘红色的三价铁及其化合物，其次就是微生物和有机物。

3.2药品选择
简单的说，两个因素决定了化清洗效果，即化学驱动力和物理驱动力。

化学驱动力由药品的性质和温度决定，物理驱动力由药液的流动方式决定。

超滤膜的材料限定了药品的种类，清洗的pH值和清洗的温度。

外循环的物理驱动则来自两台专用的罗茨风机曝气。

我们选择了可以用的一切药品，包括盐酸、磷酸、柠檬酸、草酸、磷酸三钠、氨水、液氨、EDTA盐、亚硫酸氢钠、次氯酸钠、戊二醛、非氧化杀菌剂等等。

根据各种药品的试用效果，我们在已用的化学药品中选择了次氯酸钠、磷酸三钠、草酸、柠檬酸、氨水、非氧化杀菌剂作为清洗药剂。

3.3清洗条件选择
3.3.1 化学清洗的条件
我们对超滤进行恢复性化学清洗的条件是：TMP（透膜压差）≥-55KPa。

透膜压差指超滤膜进水侧与产品水侧之间的压力差；又称过膜压差。

透膜压差是衡量超滤膜性能的一个重要指标，它能够反映膜表面的污染程度。

透膜压差的计算方法：
PIT-3523：膜池的产水压力，单位是kPa；
LIT-3426：膜池液位，单位米；HY-3523A ：产水压力变送器高压膜顶部的距离，单位是米；HY-3523B ：膜的高度，由液位变送器的零液位开始测量，单位是米；C ：常数； kPa = 9.79
3.3.2 控制参数及清洗方式
3.3.2.1清洗药液的pH值：2＜pH＜10
3.3.2 .2清洗药液的温度：T≤35℃
3.3.2.3 清洗方式：现场加控制室操作
3.4 清洗步骤。

现场配制次氯酸钠溶液，专用计量泵加药8分钟，配好后药液在清洗水箱中自循环15分钟，药液充分循环后加入膜池，确保T≤35℃，pH＜10。

曝气5分钟观察溶液颜色变化，记录现象。

后每小时曝气1-2次，清洗时间为6-8小时。

现场配制非氧化杀菌剂溶液，药量为3-4L，配好后药液在清洗水箱中自循环15分钟，药液充分循环后加入膜池，确保T≤35℃，2＜pH。

曝气5分钟观察溶液颜色变化，记录现象。

后每小时曝气1-2次，清洗时间为3-4小时。

现场配制柠檬酸溶液，药量200Kg，在此过程中通入液氨调整pH值，调整配好后药液在清洗水箱中自循环20分钟，药液充分循环后加入膜池，确保T≤35℃，2＜pH＜10。

曝气5分钟观察溶液颜色变化，记录现象。

后每小时曝气1-2次，清洗时间为16小时。

TMP 流量
待药液全部反应后，对膜池反冲洗2次后投运。

记录流量和TMP。

3.5.运行曲线对比。

从曲线上能明显的看出透膜压差在清洗前为-60KPa，流量仅为
390T/H，进过化学清洗透膜压差下降到-28KPa，流量达到520T/H。

经过化学清洗，膜表面的橘红色的铁及其化合物、有机物和微生物都基本被清洗去除，产水能力恢复。

3.6 清洗中应注意的
3.6.1 每个膜池的污染情况并不是完全一样的，因而清洗方案的确定，包括药品需要的种类、用量、加入先后顺序不能按部就班。

在清洗前首先取样确定出具体哪种污染物是主要，哪种是次要，从而决定加药种类、用量和顺序。

3.6.2 如某种污染物污染严重，在加入药液短暂时间内使得药液颜色发生较大变化，说明药液已经全部反应，需要立刻重新配药进行清洗，观察现象，否则失效的药液浸泡也不起任何作用了。

3.6.3 清洗的每一个步骤中的现象和参数都需要记录完全，制表归总，经过一段时间清洗后，比较各次清洗后的效果，进而归纳出更加经济、更加高效的清洗方案。

参考文献
[1]庞胜林.《华能玉环电厂海水淡化工程实例》[Z].
[2]唐受印.《水处理工程师手册》[M]. 北京：化学工业出版社，2000-04-01.。