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工业水源补充锅炉用水的超滤膜反渗透膜在线清洗

北极星环保网来源:电力化学技术创新战略联盟2016/12/8 9:11:20我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:反渗透 水处理技术 超滤膜

北极星环保网讯:中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水,其水质介于上水与下水之间,水资源有效利用的一种形式。最早中水作为回用水主要用于厕所冲洗、绿地、道路清洗、基建施工、喷水池用水等。近几年中水回用的规模在扩大,并以显示出明显的经济效益,如用于工业冷却水等。

“全膜法”水处理技术在经济运行和环境保护方面较以前的离子交换技术有着全面的优越性,大连泰山热电有限公司在8年的运行应用上总结了对于以城市中水为水源,制造合格的除盐水的合理运行方案,并在膜的清洗上积累了较多的经验,通过长期的运行效果评价,对有关问题进行了讨论,得出了一些结论性意见。

大连泰山热电有限公司(以下简称泰山热电)于2005年末投产,以城市中水作为工业水源,利用“全膜法”水处理技术来实现除盐水的供给,以补充锅炉用水。

泰山热电的水处理基本流程是:城市中水→中水预处理→自清洗过滤器→超滤→5μm过滤器→一级反渗透→二级反渗透→EDI→锅炉补给水。

泰山热电采用大连市马栏河污水处理厂的二级处理水,经过厂内的中水预处理后,作为化学补给水处理水源。

正常情况下马栏河二级处理水(中水)的水质:电导率在800~1200μs/cm之间,CODCr25~40mg/L,BOD5~15mg/L,氨氮含量2.5~3.5 mg/L。

经过厂内预处理后的中水水质:电导率在800~1200μs/cm之间,CODCr 11~25mg/L,氨氮0.6~1.1 mg/L。

1 超滤设备的运行及超滤膜的清洗

 1.1 超滤设备的运行流程

超滤设备的流程:中水预处理水→生水箱→自清洗过滤器→超滤→超滤水箱。

泰山热电超滤共3台,每台出力为85t/h,采用了由荷兰Norite公司生产的X-Flow系列超滤膜中的内压式中空纤维超滤膜,材料成份为聚醚砜,过滤形势为内压式全量过滤,膜元件以串联的形式安装在压力容器中。

其工艺如下:进水通过一个可自动清洗的150μm自清洗过滤器进入超滤膜的压力容器内,产品水在原水流经膜的过程中由内壁向外壁透过收集后从产水端排出,被截留的悬浮物、细菌、大分子有机物、胶体等堆集在纤维内表面。

当系统运行达到一定时间时,运行停止,超滤水箱中的水经反洗泵升压后进入超滤膜压力容器内,对膜元件进行反冲洗,以恢复膜的运行性能。反冲洗以水冲洗和加药冲洗为主。

水冲洗是指在膜上积累污物后,用过滤后的水进行短时间反洗,将截留在超滤膜表面的大分子颗粒冲出超滤膜,使其恢复正常的工作能力;加药冲洗是指经过多次水冲洗之后,可能在膜表面粘附着不易冲洗掉的污染物和微生物,此时就采用含有一定浓度化学药剂的水进行反冲洗,以增强反洗效果。

每隔几次水冲洗周期后,在反洗时投加适当的化学清洗药品,保证超滤长期正常稳定运行。

作为反渗透的预处理设备,超滤设备的运行情况将影响反渗透的运行。由于中水的特点,超滤膜极易被有机物、微生物、金属离子、悬浮物等杂质污染。

1.2 超滤膜的在线清洗

超滤膜组件在使用运行过程中,膜表面会被它截留的各种有害杂质所覆盖而形成滤饼层,甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞,使水的透膜压力增大。原水水质的好坏,只能解决膜被污染速度和快慢的问题,而无法从根本上解决污染问题。即使预处理再彻底,水中极少数的杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响。因此,当超滤膜污染到一定程度后,应进行清洗。

1.2.1 污染物的确定

超滤运行初期(约半年,水源为城市自来水),运行压差上升较快,抽样打开1根UF端盖,卸下UF膜,发现UF膜端面和外壳有一薄层黄色粘胶状物,此物不能完全溶于HCl或NaOH,但在酸中褪色,判断污染物主要是无机盐垢和胶体污堵。

随着城市中水作为制造除盐水的水源,超滤运行中的污堵加重了,特别是冬季供暖超滤连续运行时,运行压差上升很快,通过检查前置水箱,发现水箱内有腐臭气味、内壁附着物粘滑、颜色为黑黄黑绿,此物质在高浓度NaClO和HCl中可缓慢溶解,判断污染物主要是细菌微生物、有机物和无机盐垢。

1.2.2超滤膜的在线清洗

化学清洗理论上分为六个过程:

(1)化学清洗前的物理清洗。

(2)清洗剂扩散到污垢表面。

(3)渗透扩散进污垢层。

(4)清洗反应。

其中包括物化过程:溶化、机械应力和热应力、湿润、浸透、溶胀、收缩、溶剂化作用,抗絮凝作用和吸附作用。

化学过程为:水解作用、胶溶作用、皂化作用、溶解作用、螯合作用、螯合和悬浮,这些反应总是生成一些可溶性产物,至少也能分散一些物质。反应产物减弱了污垢颗粒和膜表面之间的结合力。

(5)清洗反应产物转移到膜内表面。

(6)产物转移到内表面。

根据超滤膜厂家给出的每运行30min进行一次水反洗、30次水反洗进行一次加HCl和加NaOH+NaClO清洗,反洗流量360t/h的运行方式。

在实际运行中,进行加药清洗后,运行压差有所下降,但随着运行的继续,运行压差上升较快,产水量也有下降趋势。针对这种情况,围绕着化学清洗理论,结合现场实际情况,我们采用了提高运行水温和增大反洗流量、缩短运行清洗周期、延长浸泡时间的运行方式和定期加强清洗的方式,对控制超滤运行出入口压差进行控制,取得了较好效果,具体如下。

延伸阅读:

发电厂循环水系统不停机在线化学清洗

超滤技术应用于生活污水处理回用系统

反渗透纯水设备各耗材更换周期详解

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