超滤、反渗透化学清洗方案分析

攀煤联合焦化除盐水系统超滤、反渗透清洗方案编制：审核：批准：陕西天智实业有限公司一、序言水处理系统进水中存在各种形式可导致反渗透和超滤膜表面污染的物质，如水合金属氧化物、含钙沉淀物、有机物及微生物(藻类等)。

污垢（fouling）就是指覆盖在膜表面上的各种沉积物，包括水中的结垢物。

膜系统预处理的目的在于尽量减少膜表面的上述污染，通过安装合适的预处理系统，选择恰当的操作条件，如产水流量，运行压力与产水回收率等，就能达到这一目标。

下列因素有可能引起膜系统污垢：▬预处理系统不完善▬预处理运行不正常▬预处理投药系统失灵▬系统停机后冲洗不及时或不充分▬操作控制不当▬膜面长时间累积沉淀物（钡和硅垢等）▬进水组份或其它条件改变▬进水受生物污染发生膜表面的污垢将加速系统性能的下降，如减少产水流量，降低脱盐率。

污垢的另一个负面现象是进水和浓水间的压差增加。

由于陶氏FILMTEC™膜及膜元件具有全球膜工业界能承受最宽的pH 和温度条件，只要措施得力及时，就可以很有效地进行系统清洗，最大限度地恢复膜系统的性能。

但若拖延太久才进行清洗，则很难完全将污染物从膜面上清洗掉，针对特定的污染，只有采取相应的清洗方法，才能达到好的效果，若错误地选择清洗化学药品和方法，有时会使膜系统污染加剧。

因此在清洗之前需先决定膜表面的污垢种类，有以下几种分析方法：▬分析进水组成，发生污垢的可能性或许经过分析原水水质报告，就能显而易见的发现▬检查前几次的清洗效果▬分析测定SDI 值的微孔滤膜膜面上所截留的污物▬分析保安滤器滤芯上的沉积物▬检查进水管内表面及FILMTEC 膜元件的进出水端面，如为红棕色，则表示可能已发生铁的污染；泥状或胶状沉积物通常为微生物或有机物污染。

二、Ultra-Flux TM-80 超滤组件化学清洗1、清洗条件：在正常操作过程中，超滤膜元件内的膜丝会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性的有机物质的污染。

操作过程中这些污染物沉积在膜表面，导致标准化的产水流量和系统产水浊度分别下降或同时恶化。

当下列情况出现时，需要清洗膜元件：▬根据压差升高一倍（即初始压差为0.03MPa升高到0.06MPa）▬连续5次测量SDI＞3 达到设定值时▬连续测量产水浊度＞0.2NTU 达到设定值时日常操作时必须测量和记录进出水间的压差（ΔP），随着元件内进水通道被堵塞，ΔP 将增加。

需要注意的是，如果进水温度降低，元件产水量也会下降，这是正常现象并非膜的污染所致。

2、清洗安全注意事项1) 在下列各章节中，当使用任何清洗化学品时，必须遵循获得认可的安全操作规程。

关于化学品安全性、使用方法和排放处置方面的细节请咨询该化学品制造商。

2) 当准备清洗液时，应确保在进入元件循环之前，所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。

3) 在清洗化学药品与膜元件循环之后，应采用预处理的产水对膜元件进行冲洗，推荐用膜系统的产水。

在恢复到正常操作压力和流量前，必须注意开始要在低流量和压力下冲洗大量的清洗液。

4) 由于超滤和反渗透清洗管路为同一条管路，超滤设备使用清洗系统进行清洗时，碱洗时清洗液中有次氯酸钠，次氯酸钠对反渗透膜有氧化作用，所以严禁此药品进入反渗透系统：具体操作如下：如反渗透在运行时需设备停机，为了防止反渗透后冲洗把清洗要带入反渗透系统，在停机时须在上位机电脑上选择反渗透急停，待超滤清洗完成，把清洗管路冲洗干净后，开一套超滤的上排阀、下排阀，超滤清洗进出水手动阀，开手动启动反渗透系统，开反渗透浓水排放阀、产排阀、进水阀，启动超滤水泵，对反渗透进行低压冲洗，反渗透清洗进水阀、段间回水阀、二段进水阀、二段回水阀，关闭反渗透浓水排放阀，通过水压把残留在清洗管路的次氯酸钠残留物冲干净，一套反渗透冲洗完后按上述反渗透启动步骤把另一套反渗透清洗管路冲洗干净后停超滤水泵，关闭系统内反渗透系统内所有阀门，关闭超滤系统上排阀、下排阀，清洗进出水阀，（通过清洗水箱检测管路清洗液余氯<0.1mg/L , ）以防止系统未冲洗干净，清洗液进入造成反渗透膜被氧化；5) 在清洗液循环期间，pH2~10 时温度不应超过35ºC，pH1~12 时温度不应超过30ºC。

6）超滤清洗控制值：前3分钟串洗进水压力：流量Q=30 m3/h后40分钟串洗进水压力：流量Q=90 m3/h3、清洗前的准备工作：1)人员、检测仪表准备，系统检查；2)准备用品：橡胶手套、防护眼睛、防护服等，现场须进行隔离；3)先碱洗后酸洗；4)注水：（在反渗透运行的情况下）在上微机上把清洗水箱补水阀由“自动”转为“手动”，手动点击开补水电磁阀3m³清洗水箱补水至水箱的1/2处；5)配药：酸洗：用0.1% HCl(分析纯) (36%) 10Kg或2% 柠檬酸(化学纯) (98%) 6KgPH=1.5～2碱洗：0.2%的NaOH(分析纯) 3Kg PH=12 加200ppm次氯酸钠6K g 配药后把清洗水箱补满水；每套清洗用药酸36%HCL（分析纯）：10Kg；碱（分析纯）NaOH：3K g加次氯酸钠 10% 6K g（工业级）；6)旁路循环：清洗泵进水阀、旁路回流阀打开，启动清洗水泵A或B循环3～5分钟使药剂搅拌均匀；7)把管道及系统的水放干净；化学药剂浓度1、氢氧化钠+次氯酸钠PH=12；次氯酸钠（有效氯）100~200PPm2、柠檬酸或盐酸柠檬酸浓度1~2%（wt）、盐酸PH=24、操作步骤：先进行碱洗再酸洗，如清洗液比较混浊,排放后重新配药清洗。

清洗程序为碱洗：(循环、浸泡)、冲洗（反洗、正冲））；酸洗：（循环、浸泡）、漂洗（反洗、正冲）），每种清洗药剂为原水侧进药，浓水侧回流。

基本操作步骤如下：碱洗：注水：（在反渗透运行的情况下）在上微机上把清洗水箱补水阀把“自动”转为“手动”，手动点击开补水电磁阀3m³清洗水箱补水至水箱的1/2处；配药：往清洗箱内加入0.2%的NaOH(分析纯) 3Kg PH=12 和200ppm次氯酸钠6K g 配药后微机上点击开补水电磁阀清洗水箱补满水；旁路循环：清洗泵进水阀、旁路回流阀打开，启动清洗水泵A或B循环3～5分钟使药剂搅拌均匀；清洗水箱内配置好的清洗液搅拌均匀，打开超滤系统化学清洗回流手动阀A或B、化学清洗进口手动阀A或B，超滤上排气动阀、清洗保安过滤器出口阀，缓慢打开清洗水泵出口阀1/3，启动清洗水泵，清洗流量控制在额定流量的30m3/h，通过超滤上排气动阀排出超滤内的存水（清洗水箱液位约1/2）后关闭超滤上排气动阀，通过清洗回流手动阀A或B回流至清洗水箱，低流量循环5分钟后，缓慢开清洗水泵出水手动阀，提高至额定流量60～70m3/h循环30分钟，停清洗水泵浸泡1～2小时后，再按照上述方法循环60分钟。

碱洗结束后首先采用反洗的方式进行反冲洗，将浸泡下来的污染物冲洗掉，然后采用正冲和反洗相结合的方式进行冲洗至出水接近进水PH值。

警告：由于超滤和反渗透清洗管路为同一条管路，超滤设备使用清洗系统进行清洗时，碱洗时清洗液中有次氯酸钠，次氯酸钠对反渗透膜有氧化作用，所以严禁此药品进入反渗透系统。

如在清洗超滤的过程中，反渗透需停运时，为了防止反渗透后冲洗把清洗管路中的清洗液带入反渗透系统，在停机时须在上位机电脑上选择反渗透急停，待超滤清洗完成，把清洗系统清洗水箱、清洗保安过滤器、管道内的清洗液排干净，重新把清洗水箱补水阀打开进行补水（或可直接引管自来水）把清洗管路冲洗干净。

具体操作如下：把清洗系统清洗水箱、清洗保安过滤器、管道内的清洗液排干净，注水：（在反渗透运行的情况下）在上微机上把清洗水箱补水阀把“自动”转为“手动”，手动点击开补水电磁阀3m³清洗水箱补水至水箱的满水位（水箱已冲干净，检测余氯<0.1mg/L）；开清洗后超滤的上排气动阀、下排气动阀，超滤清洗进出水手动阀，超滤上排气动阀、清洗保安过滤器出口阀，打开清洗水泵出口阀1/3（再冲洗时用自来水进行补水），启动清洗水泵，对清洗保安滤器和清洗进水管进行冲洗，待清洗水箱水位降到1/3处时关闭超滤上排、下排气动阀，通过超滤清洗进出水手动阀进行清洗管路的循环冲洗（通过清洗水箱检测管路清洗液余氯<0.1mg/L），检测指标合格后关闭，停清洗水泵，开清洗后超滤上排阀、上排气动阀；手动启动反渗透系统，开反渗透浓水排放阀、产排阀、进水气动阀，启动超滤水泵，对反渗透进行低压冲洗，反渗透A清洗/冲洗进水阀、ROA段间回水阀、ROA二段进水阀、ROA二段回水阀，关闭反渗透A浓水排放气动阀，通过水压把残留在ROA清洗管路的次氯酸钠残留物冲干净，反渗透A冲洗完后按上述反渗透启动步骤把另一套反渗透B清洗管路冲洗干净后停超滤水泵，关闭反渗透系统内所有手、气动阀门；关闭超滤上排气动阀、下排气动阀，清洗进出水手动阀，（警告：通过清洗水箱检测管路清洗液余氯<0.1mg/L）以防止系统未冲洗干净，清洗液进入造成反渗透膜被氧化；超滤反洗：➢在设备选择内选择清洗后的超滤系统，点击超滤画面1#或2#超滤软手操；➢开超滤上排阀、超滤反洗进水阀，启动超滤反洗泵反洗2分钟；➢开下排阀，关上排阀反洗2分钟，停超滤反洗泵➢按正常步骤启动预处理系统，观察清洗后的超滤进出口压力及产水浊度，同时检测超滤产水余氯；5、漂洗结束后可根据情况采用酸洗的方式，在清洗水箱内配置酸液（柠檬酸浓度1~2%（wt）、盐酸PH=2），具体步骤按碱洗清洗步骤进行；6、化学清洗水量的选择：建议每只UltraPES55组件化学清洗水量约为2.5～3.8m3/h7、其他可能用到的药剂及针对去除的污染物（根据实际污染物的种类可选择性使用）：a)表面活性剂去除石油，脂肪和其他有机污染物的有效化学清洗剂常用：十二烷基苯磺酸钠b)鳌和剂去除金属阳离子，可显著减少可溶性脂肪酸盐污染物的形成常用：EDTA(乙二胺四乙酸)，柠檬酸，柠檬酸钠8、注意事项：a)清洗药液的温度对于清洗效果有着直接的影响，一般情况下控制清洗药液的温度为25℃，为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量（约为正常流量的10-20%），如果冬天达不到要求需要适当延长化学清洗的时间元件浸泡时间大约在0.5-1小时就足够了，针对顽固的污染物，需要延长浸泡时间，如浸泡6-8小时或者浸泡过夜b)在碱洗和酸洗之间需要进行漂洗，可以采用正冲和反洗相结合的方式将化学清洗下来的污染物及药剂冲洗干净达到进水PH值c)我们推荐采用先碱洗，但是需要根据实际的清洗效果进行调整，即如果在实际运行过程中发现先进行酸洗的效果较好的话，那么可以根据实际情况进行变更d)清洗时单的建议清洗水量为70t/h，考虑到膜在清洗前内部仍然存有余水，因此在开始的部分时间里，回流的水需要排掉，同时在开始的5-10分钟内循环水量约为建议清洗水量的30-50%，在随后的10-20分钟里升至正常水量e)在清洗的过程中需要随时监测药液浓度和颜色变化，如果药液浓度下降过大，需要及时补充药液，通过观察药液浓度、颜色变化和出口保安过滤器的压差变化可以基本判定采用何种药剂的清洗效果较好，可对下次的化学清洗提供必要的参考意见。