钢铁废水处理中反渗透膜的在线化学清洗

2021-03-27杨有华朱尤林

科学与生活 2021年35期

杨有华朱尤林

摘要：随着运行时间的增加，反渗透膜不可避免地会被所截留的有机物、微生物、无机盐垢等污染，最终会导致反渗透脱盐率下降、产水量减少等现象发生，而有效的化学清洗则对反渗透正常运行发挥着至关重要的作用。本文结合某钢厂反渗透膜污染情况进行分析，找到了一套钢铁废水处理中反渗透膜污染的清洗方法，使反渗透膜性能得到了很好的恢复。

关键词：钢铁废水反渗透化学清洗

1、污水处理系统情况

1.1污水处理工艺概述

钢厂内的工业生产废水通过排水管网经粗、细格栅截留大的污染物后进入生产废水调节池，均匀水质后输送至高密沉淀池进行混凝、沉淀处理，而后经过重力式V型滤池过滤后进入中水池，中水输送至深度处理系统经超滤过滤后继续输送至反渗透进行深度脱盐处理制备出脱盐水供各用户使用。

1.2反渗透设备情况简介

深度处理系统设有反渗透装置5套，处理水量为100 m3/h，采用一级两段式布置，膜元件采用美国海德能卷式聚酰胺复合膜。

2、反渗透的清洗标准及污染特征

2.1 反渗透化学清洗的标准

当物理冲洗已经不能使反渗透膜的性能恢复，发生以下情况时，就需要进行化学清洗。【1】

① 标准化条件下的产水量下降10–15 %;

② 进水和浓水之间的系统压差升高到初始值的1.5倍;

③ 产水水质下降10-15%。

2.2、反渗透染污的特征

3、反渗透污堵情况分析

3.1反渗透污染情况

从表2中可以看出反渗透2#运行20天，进口压力、段间压差等不断升高，产水率和脱盐率不断下降，对照表1反渗透污染特征推断2#反渗透主要为有机物和微生物污染的可能性较大。

3.2反渗透进水的水质分析

通过表3水质报表可以看出COD在18-22mg/L之间，铁离子在0.1-0.16mg/L之间，SDI15值在4-5之间，均超过了反渗透进水水质指标要求：COD<15mg/L、Fe3+<0.05mg/L、SDI15<3。【1】由于超滤膜孔径是0.1μm只能去除粒径>0.1μm的污染物，而粒径<0.1μm的有机物、难溶盐和少量金属氧化物则没有被超滤过滤去除，这些污染物是造成反渗透膜污染的主要原因。

3.3保安过滤器滤芯污染情况分析

保安过滤器滤芯拆检，发现滤芯表面附着的大量污染物是呈灰白色有滑腻感的软垢，并伴有明显的腥臭味。使用灼烧失重法【2】，将污染物在热烘箱内（105℃±5℃）下烘干称量至恒重（连续两次称量之差小于0.3mg），再在高温炉内（550℃±10℃）下灼烧称量至恒重（连续两次称量之差小于0.6mg）测得数据如下：

根据反渗透前置保安滤芯污染物的颜色、气味以及表4中烧损减量数据等分析，推断反渗透污染物主要为有机物和微生物并伴随少量无机物沉淀。

综合反渗透污染特征、反渗透进水水质和保安滤芯污染物的颜色、气味、烧损减量等数据判断，反渗透污染物主要为有机物和微生物并伴随少量无机物沉淀。

4、反渗透系统的清洗

4.1化学清洗方案

针对反渗透系统的主要污染物是有机物和微生物并伴随少量无机物沉淀的污染特征，本次清洗首先以复配药剂碱性清洗为主，药剂的具体组成为：2.0%三聚磷酸钠、0.8%EDTA-4Na和0.1%氢氧化钠，水温30℃;最后进行维护性收缩膜孔酸性清洗，清洗液为：2.0%柠檬酸，PH-2-3，水温35℃。

清洗循环时间：I段清洗循环4小时，II段清洗循环4小时，清洗完成后浸泡過夜。【1】

4.2反渗透清洗后运行情况

对比表2、表5清洗前后的数据可以看出一级反渗透2#化学清洗后，I段段间压差由污堵后的0.18MPa、恢复到了0.13MPa，II段段间压差由污堵后的0.09MPa恢复到了0.05MPa，产水率由污堵后的61%恢复到了65%，脱盐率由污堵后的93.7%恢复到了97.4%，清洗效果非常明显。

5、结论

反渗透随着运行时间的增加，不可避免的会发生膜元件污染，只要细致的根据反渗透污染物和污染特进行分析，制订出有效的药剂配方和清洗方案，膜元件的性能就有可能恢复到正常状态。

参考文献：

【1】美国海德能公司《反渗透和纳滤膜产品技术手册》2005.01