宁波碧海水处理工程有限公司 浙江宁波 315800
摘要：随着水资源的紧缺及企业环保压力的增大，中水回用、废水再利用越来越受到重视。节约水资源，提高企业效益，治污达标，进而回用，实现污水零排放，这是企业清洁生产的需要，也是大势所趋。在热电厂水回用反渗透装置中，对产水量下降、进水压力增加、脱盐率降低、RO膜污染物组成和污染原因进行了分析。结合膜污染组分的特点，采用“酸洗+碱洗+酸洗”的方法，对装置进行化学清洗处理。清洗后，RO系统运行良好，所需的清洗效果符合预期的效果。
关键词：中水回用；反渗透膜；污染；化学清洗；脱盐率
1 前言
随着全球水资源的日益短缺和水污染的加剧，中水资源作为水资源的重要组成部分逐渐进入了我们的生活。随着先进水处理技术的发展，超滤（UF）+反渗透（RO）深度处理技术在我国水资源利用中得到了广泛的应用。利用RO技术解决工业缺水问题是解决工业用水短缺的战略对策之一，也是减少环境污染的有效途径。由于水成分的复杂性，各类金属离子、有机物浓度较高，反渗透（RO）系统需要特别设计一系列预处理工艺，完善RO给水预处理技术，包括酸和添加阻垢剂等，以防止膜元素的污染。然而，即使该系统有一个相对完整的预处理单元，它也不能完全避免使用膜的污染。膜元件的污染会导致水压差增大，产水量降低，运行费用增高，且废水回用效率大大降低，影响节能减排。膜被污染后，如果不及时清洗，污染物沉积将导致系统频繁停车，甚至经常更换膜组件。因此，在发现RO膜污染后，立即对系统进行清洗，保证RO系统正常运行是一个重要的工作。
热电厂配备3台300MW亚临界燃煤供热发电机组，使用附近的循环水排放水和树脂塔再生水作为原水，通过前处理+超滤（UF）+反渗透（R0）的工艺进行深度处理后，为电厂的循环冷却水补充水和锅炉水补充水。
在运行过程中，对电厂的RO膜系统污染状况及污染物的组成进行分析，结合污染物质组成的特点，以及发展经济合理的角度研究确定合理的清洗方案，试验结果证明RO系统可以进行成功的化学清洗。清洗后，RO系统状况良好。
2、装置情况说明
以循环水排放水和树脂再生水为水源，采用前处理、超滤、反渗透（R0）处理技术进行处理，水处理的量是2×60m3/h，膜元件选择美国陶氏。
工艺流程见下图：
3 反渗透（RO）膜污染物成分分析
3.1中水回用系统源水水质分析
水处理系统的水源水是循环水放流水和树脂塔再生水，水质如下表1所示：
从表1可以看出，原水含盐量高，硬度高，有机含量高，浊度不稳定，PH波动大。在这种水质条件下，应完善RO系统预处理工艺，加强预处理管理控制水平，确保RO系统的水质标准，否则容易污染RO膜。
3.2反渗透（RO）膜污染物成分分析
为了准确分析膜污染成分，去除RO系统膜元素，观察和取样。打开RO膜元件末端及首支膜，将膜元件表面沉积于表面。通过化学分析对样品进行分析，结果如表2所示。
从表2的分析结果可以看出，污染物主要包括碳酸钙、硫酸钙和其他无机盐，其次是有机质和微生物等污染物。
3.3反渗透（RO）膜污染原因分析
RO系统采用循环水排放水和树脂塔再生水作为水源，水质成分复杂，余氯高，PH波动大，含有大量的有机质，以及Ca2+，硫酸根、氯离子更高。
在长期运行过程中，由于管理的预处理是不稳定，阻垢剂加药泵的不稳定，导致有机质和碳酸钙、硫酸钙等无机盐沉积在膜表面，使反渗透膜膜面受到污染，影响膜通量，进一步加强膜的浓差极化，加快形成难溶性盐沉积在膜表面。
4 反渗透（RO）膜化学清洗
通过试验确定，以碳酸钙、硫酸钙和有机质等特性为主的RO膜污染，如使用单一酸或碱洗不能达到清洗的预期效果，所以在本次清洗过程中制定了“酸洗+碱洗+酸洗”。工艺流程：用水清洗酸洗（动态+浸泡）洗一洗（动态+浸泡）-水冲洗一洗（动态+浸泡）-水冲洗完成。
4.1清洗工艺参数
酸洗：使用盐酸进行清洗，控制pH值在2-3的范围，PH每上升0.5加盐酸，水温控制在30℃。
碱性清洁：2.5%的Na2C03，1.5% EDTA钠盐，0.01%的阴离子表面活性剂，pH值控制在11左右，控制水温在30℃。PH每下降0.5加碱。
4.2清洗步骤
（1）水冲洗。在化学清洗之前，RO的生产用水被用于清洗，以有效去除一些污染物从RO膜表面。化学清洗后，其目的是用化学清洗废液代替，为产品的水质提供保证。
（2）酸洗。酸洗时，在水箱中加水，蒸汽加热，开始清洗泵，慢慢加入盐酸。在第2-3的程序中对pH控制进行了清洗。分段清洗。动态循环40min，浸泡40min，交替清洗。当pH值不再升高时，用水冲洗，当pH达到6-7时，水就会被冲掉。准备下一个碱洗。
（3）碱性清洗。将清洗水箱灌满水，用蒸汽加热，启动清洗泵，慢慢加入清洗剂，搅拌均匀溶解清洗剂，控制pH值11，分段清洗。动态周期为40min，浸泡50分钟。当pH值不再降低时，加酸冲洗。当pH达到6-7时，水就会被冲掉。准备下一次的酸洗。
（4）酸洗。在碱洗后，当水被冲到水中时是中性的，然后是另一种酸洗，它的清洗方法和同样的酸洗过程。
（5）水冲洗。化学清洗后，用大量RO产品清洗水箱、管道和RO系统，pH达到中性。
（6）在清洗过程中排放的废酸和碱渣，应中和，用酸碱处理，防止环境污染。
5 清洗效果
在RO系统上进行化学清洗，清洗前后的标准化数据见表3。
从表3可以看出，清洗后RO系统的进口压力明显减少，水产量大幅增加，脱盐率提高。因此，清洗效果良好，达到了预清洗效果。
结束语
综上所述，在RO系统的日常运行中，需要进行维护工作，加强预处理过程的管理，严格控制RO系统的进水水质标准。当RO膜严重污染时，应及时分析造成污染的原因，并采取相应的对策。根据污染物的性质和特点，制定合理的清洗方案，并尽快清洗。否则，污染时间越长，清洗的难度就越大。在这种化学清洗中，根据RO膜污堵污染物的特性制定的“酸洗+碱洗+酸洗”清洗方案是经济、合理的，清洗后的RO系统状况良好。
参考文献：
[1]任延霞.超滤和反渗透工艺的污水深度处理回用CTS工业设计，2011（7）：114-115
[2]刘茉娥，蔡邦肖.膜技术在污水治理及回用的应用[M]北京，化学工业出版社，2005：65-68
论文作者:贺挺挺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：酸洗论文; 系统论文; 反渗透论文; 污染物论文; 化学论文; 有机质论文; 水资源论文; 《基层建设》2018年第8期论文;