超滤膜清洗方法(超滤膜清洗越洗越差)

自从污水处理场污水回用单元建成投用后,车间技术人员为延长装置运行周期,提高新鲜水回用率,降低污水排放。结合生产运行实践,反复推敲研究,通过努力攻克了反渗透膜在污水回用运行中的关键技术,实现生产运行目标。

  1、工程概况

  污水处理厂按污水的性质划分为含油污水系统和含盐污水系统和清净废水系统。各系统设计处理量均为600m3/h,污水总回用量为965m3/h。含油污水经回用处理后生产循环水补充水及杂用水550m3/h。清净废水系统采用前处理、超滤和反渗透污水深度处理工艺,生产锅炉补给原水415m3/h,流程见图1。

超滤膜清洗方法(超滤膜清洗越洗越差)

  通过表1中数据可以看出:反渗透膜在污水回用深度处理工艺中占重要地位,对水质杂物的处理起关键作用。

超滤膜清洗方法(超滤膜清洗越洗越差)

  2、反渗透膜运行后的污染情况

  污水处理场清净废水系统按工艺操作规程和操作卡,运行3个月后停车进行系统清洗作业。打开一段反渗透膜壳进水端板检查发现,在第一根膜入口端部膜上附有弹性、光滑黄白色粘稠状泥,不易清理;在膜壳内侧积有白色垢状物。打开二段入口端板检查,除发现白色垢状物外,未发现其它污堵物,如图2所示。

超滤膜清洗方法(超滤膜清洗越洗越差)

  3、污染产生的原因及分析

  反渗透膜污染产生的可能原因有以下7种:

  1)受到清净废水中的悬浮物或难溶盐的污染,这些污染介质可能是硫酸钙沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、合成有机物(如:阻垢剂/分散剂,阳离子聚合电解质)、微生物(藻类、霉菌、真菌)等物质。

  2)反渗透阻垢剂类型选用不当,加药量不准确,导致系统产水量迅速下降,系统压差明显增加,增大了反渗透膜被污染的几率。

  3)反渗透保安过滤器滤芯精度选择不当。精度不够,起不到过滤效果;反之,会增加被污染的机会。

  4)反渗透预处理系统中絮凝剂及助凝剂选择不当造成膜元件被严重污染,而杀菌剂的选择不当则使得反渗透系统脱盐率严重损伤。

  5)生物污泥的存在。当膜元件表面覆有微生物污泥时,膜元件应去除的盐类将陷于黏层中,不易被水冲走,为微生物繁殖提供了丰富的营养物质。同时反渗透进水前预处理时加入的阻垢剂又能促进微生物生长。

  6)由于浓差极化的存在使料液渗透压增大,有效推动力减小,造成透水速度和脱盐率下降,增大被污染的系数。

  7)系统运行操作管理存在缺陷

  a.未按操作规程操作;

  b.工艺运行和设备状态参数调整不及时,没有针对性;

  c.添加药剂剂量未作优化;

  d.系统达到清洗条件后未及时清洗。

  反渗透膜元件被污染后,会导致系统产水量迅速下降,系统进出口压差增大,脱盐率严重下降,出水指标出现波动或存在个别指标不达标,造成出水水质不合格。

  了解反渗透膜元件上粘稠状泥和垢状物的属性,掌握工艺运行中药剂品种和添加量,提高装置运行平稳性和延长运行周期有重要参考价值。为此,将少量粘稠物分别置于盛有31%HCl和42%NaOH烧杯中搅拌,未发现变化。从膜壳内侧取少量白色垢状物置于盛有31%HCl烧杯中,有气泡生成,并很快溶解消失。从化验结果分析,反渗透膜元件受到混合污染,污堵物质为一种生物粘泥及无机碳酸垢物。

  4、改进的技术和管理措施

  4.1 药剂投加量和投加方式的改进

  为保证反渗透系统的安全可靠连续运行,在污水进入反渗透系统之前,需要连续投加阻垢剂和还原剂,冲击式投加非氧化性杀菌剂,并对接口位置进行调整。

  4.1.1 阻垢剂

  由于生物滤池产水中增加投入HCl,使反渗透系统进水的pH值维持在6~9的下限,进水保持微酸性,改变了水中的酸碱平衡,同时阻垢剂的投加位置也由原低压泵出口改至低压泵进口,见图3。利用低压泵叶轮的高速转动使阻垢剂分散均匀,充分发挥其作用,防止保安过滤器及反渗透系统内结垢。但在抑制结垢的同时,增加了水中的离子浓度,反渗透系统的脱盐负荷增大,产水电导率略有增大,浓度增大明显,所以给水进入反渗透系统前需加阻垢剂,药剂投加浓度控制在3~5mg/L。这样给水经反渗透处理后,其浓度水中各种离子被浓缩4倍,减少了反渗透膜被污染的机会。

  4.1.2 还原剂

  反渗透系统采用的是聚酰胺复合膜,这种膜对氯只能耐受1000mg/(L·h)。由于超滤运行时投加NaClO杀菌,导致超滤产水中含有余氯,因此需要在反渗透给水中投加还原剂,加药剂量控制在3~5mg/L。脱除给水中的余氯,可保护反渗透膜免遭不可逆转的氧化损坏。还原剂投加位置由低压泵出口、保安过滤器进口改至保安过滤器出口、高压泵进口,见管线接口示意图。在流程上,延长超滤器中余氯的存续时间,改变了保安过滤器内的水环境,防止保安过滤器中微生物的滋生和繁殖,减少了反渗透系统进水中微生物的量。

  4.1.3 非氧化性杀菌剂

  为抑制水中细菌繁殖,采用冲击式投加方式,投加次数由每周投加1次,改为每天投加3次。按班次投加,每次投加20~30min,加药剂量约1L。规范白斑投加时间(14:00-15:00),即在每天水温最高时段,亦是微生物最活跃的、最宜繁殖的时段投加药剂,以对反渗透给水做更彻底的杀菌处理。

超滤膜清洗方法(超滤膜清洗越洗越差)

  4.2 对反渗透膜元件进行清洗

  为防止反渗透膜进一步污堵导致其无法正常工作,甚至部分或所有膜元件报废,造成巨大经济损失,当生产运行中出现下列情形之一时必须对反渗透膜元件进行清洗。

  1)在正常压力下如产品水流量降至正常值的10%~15%。

  2)为了维持正常的产品水流量,经温度校正后的给水压力增加了10%~15%。

  3)产品水质降低10%~15%;盐透过率增加10%~15%。

  4)使用压力增加10%~15%。

  5)反渗透各段间的压差增加明显。

  清洗步骤如下:

  1)系统冲洗。

  定期用反渗透产品水(也可用符合反渗透进水标准的预处理水或过滤水)冲洗反渗透膜组件和系统管道。

  2)配制清洗液。

  原则上用反渗透产品水配制。清洗剂应充分溶解并混合均匀,然后调节pH(酸洗一般用氨水调节,碱洗一般用盐酸调节),并反复确认清洗温度是否合适。

  3)低流量输入清洗液。

  清洗液以尽可能低的压力置换元件内的原水,其压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可,即压力必须低到不会产生明显的渗透产水。视情况排放部分刚开始循环回来的清洗液,以防止清洗液的稀释。

  4)循环。

  当原水被完全置换后,让清洗液循环回清洗水箱并保证清洗液温度恒定,循环时间一般为120min。对回流清洗液视情况进行处理。如果回流清洗液已明显变色或变浊则应排放掉,重新配置清洗液;若回流清洗液pH变化时,调整pH。必要时更换清洗液。

  5)浸泡。

  停止清洗泵的运行,让膜元件完全浸泡在清洗液中。一般情况可浸泡2h,对顽固的污染物,需要延长浸泡时间。

  6)重复步骤4)、5)若干次,最后用反渗透产品水或合格的预处理出水冲洗系统内的清洗液。

  4.3 生产管理措施

  1)强化员工技能培训,熟悉和了解工艺操作流程和操作规程,具备各种故障应急处理能力。

  2)严格控制反渗透各项运行参数,如:进水水质、产水流量、浓水流量、段间压差、回收率等;定期校准反渗透涉及的各种仪表设备。

  3)按修正后的运行参数定期进行预防性清洗或化学清洗。

  4)做好技术储备,如实记录运行数据,发现问题,分析问题,不断总结,调整运行至最优化。

  5、结论

  参照设计文件,针对反渗透膜可能被污染的途径及采取的措施,车间全体员工和技术人员通过生产实践,对工艺参数进行改进和优化,细化生产管理措施,使装置运行周期由工艺包厂家在操作手册中规定的23个月延长到36个月装置反清洗一次,反渗透膜被污染的几率大幅降低,提高了工业用水重复利用率,降低工业废水排放量,提高装置经济效益、社会效益和环境效益,饯行国有企业秉持青山绿水就是金山银山的誓言。(来源:新疆寰球工程公司)

本文摘自:中国污水处理工程网

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