电厂水处理超滤装置污染及其清洗方法研究

电厂水处理超滤装置污染及其清洗方法研究

程晋华

（阳泉市南煤龙川发电有限责任公司山西省阳泉市045000）

摘要：目前，在电厂水处理工艺环节当中，相应的水处理设备已经开始普遍应用超滤装置，并且其在水处理系统中已经具有不可或缺的重要作用。因此，为了确保电厂热力系统可以稳定、可靠的工作，便需要对超滤装置的工作状态予以重点关注，而污染与清洗方法的有效性将对超滤装置的性能有着极为密切的影响。鉴于此，本文将对电厂水处理超滤装置污染以及清洗方法进行深入研究。

关键词：电厂；水处理；超滤装置；污染；清洗方法

引言：超滤装置的主要工作原理是通过超滤膜来将介质过滤掉，并且在一定压力的作用下，使得膜表面有液体流过后，膜只允许水、无机盐以及小分析物质透过，从而将水中的悬浮物以及胶体等杂质阻止在膜的另一侧，进而实现净化水质的目的。与此同时，随着我国电厂发电规模的逐渐扩大，对于水处理方面有着更为严格的要求，因此使得具有高强抗污染性以及清洗易恢复性等特点的超滤装置得以在电厂水处理工艺中获得广泛的应用。其中，为了确保超滤装置的工作状态满足电厂水处理工艺的要求，有必要对其污染因素进行分析，并制定出有针对性的清洗方法，对于电厂的发展有着极为重要的意义。

一、超滤设备膜污染的形式

在电厂化学除盐水处理中，由于膜法水处理技术水平的提升，使得超滤装置在其中获得了广泛的应用。然而，无机盐垢、胶体以及颗粒物等有机物会在超滤装置工作过程中沉积在膜表面中，从而导致膜污染的出现，进而导致超滤装置的性能受到影响，降低了出水品质。因此，为了提升出水品质，确保膜具有良好的透水性能，需要对膜进行科学合理的化学清洗。

超滤设备膜污染的主要形式包括两种，即：膜表面覆盖污染以及膜孔内阻塞污染。（1）膜表面污染层主要呈现为双层结构，其中，较大颗粒的松散层为上层结构形式，而小粒径的细腻层则紧贴与膜面之上。由于存在污染情况，则膜孔必然会被大量的覆盖掉。此外，由于层内颗粒与其它杂质长时间的接触与相互作用，容易出现凝胶成滤饼的情况，从而极大的加深了透水阻力。（2）膜孔堵塞是指微细粒子塞入膜孔内，或者膜孔内壁因吸附蛋白质等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞，这种现象的产生，一般是不可逆过程。污染物质包括胶体、有机物、微生物以及铁、锰的无机盐垢。含有这些污染物质的料液通过超滤膜时，大量污染物被膜截留而凝聚于膜表面，长期的连续运行，被膜截留下来的微粒容易形成凝胶层，甚至一些与膜孔径大小相当及小于膜孔径的粒子会渗入膜孔内部堵塞通道而产生不可逆的变化现象。

二、超滤装置的化学清洗

超滤设备在其长期使用运行过程中，预处理质量的好坏，只能解决膜被污染速度的快慢，而无法从根本上解决污染问题，超滤设备平常运行时采用正冲、反洗等手段，但是水中极少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，超滤设备在使用运行过程中需要根据设备的污染情况对膜组件进行化学清洗，以恢复膜的通量和截留率。所选用的化学药剂根据污染物的种类进行选择，化学清洗时间要根据超滤运行时的透膜压差上升的数值来确定，比如透膜压差TMP大于0.125MPa时，系统要进行化学清洗。

1、清洗工艺

化学清洗采用正冲化学清洗药剂循环回清洗水箱的方式进行，如图1所示，首先冲洗整个系统管路，包括清洗管路，然后停止超滤装置运行，将超滤装置电磁阀箱上的就地/远方开关切换到就地位置，打开超滤的上、下排水门，正冲反洗排水门，手动浓水排放门排水，待超滤装置的水放干净，关闭所有进水门，排水门。然后将超滤清洗箱注水1.6m，关闭超滤清洗保安过滤器的进出口手动门，启动超滤化学清洗水泵，先溶药15min，然后开启清洗侧的进水门、浓水侧的清洗回水门、产水侧的清洗回水门，打开超滤清洗保安过滤器的进出口手动门，运行至合适的时间后（一般为2h），排放药液。

图1超滤清洗装置

2、清洗方法

2.1碱洗

根据溶液箱及管路体积，配制好0.5％的氢氧化钠，调节溶液的pH值为11左右。启动化学清洗泵，调整出口压力在0.1MPa左右，使清洗液在超滤膜筒内循环，小部分化学清洗液由原水端回流至化学清洗箱，大部分透过超滤膜由滤后水进入化学清洗箱，碱液在系统内循环1h~2h，整个清洗过程采用动态循环与静态浸泡相结合的方式。

2.2氯清洗

配制余氯为50mg/L的次氯酸钠溶液。一般情况下，将2L的10％次氯酸钠浓溶液稀释至2t的稀溶液即可。使用次氯酸钠可以单独进行清洗，也可以在碱洗结束后进行。主要看超滤装置在实际运行中受微生物污染程度的轻重来决定。

2.3柠檬酸酸洗

参照碱洗操作方法，配制1％的柠檬酸溶液，用分析纯的氨水调节溶液的pH值为2．5左右，也采用动态循环与静态浸泡相结合清洗参数的控制。3清洗控制参数及注意事项（1）清洗过程中，把清洗泵出口压力控制在50kPa~100kPa，即与膜筒正常运行时进口压力相当，防止超过膜筒承受最大压力而对膜筒造成挤压。另外控制清洗流量为100t/h以上，有条件的话，可以把清洗温度提高到40℃。（2）碱洗过程中，必须控制清洗液的pH值在11左右。观察清洗溶液箱的清洗液，当清洗液颜色发黄、发深，出现大量泡沫时，表明清洗效果较好。（3）氯清洗时，次氯酸钠必须是在碱性或微碱性溶液中加入，不允许在中性或酸性溶液中加入。（4）酸洗过程中，控制清洗液的pH值在2.5左右。清洗液的颜色会出现红褐色，这表明超滤膜中有铁污染，氧化铁与柠檬酸络合成了柠檬酸亚铁胺络合物。（5）不论是酸洗、碱洗，还是用次氯酸钠清洗，清洗结束后，都要延长冲洗时间，启动超滤装置反洗泵，对膜筒进行反冲洗。从反洗排水管中排出大量积存在膜筒中的清洗液和清洗出的污染物。当冲洗时间约10min，出水的pH值在7左右，才可以停止反冲洗。（6）清洗时，自清洗过滤器的进出口手动门必须关闭，过滤器自清洗手动/自动转换开关打至“停止”位，当超滤清洗水箱的水全部进入超滤后，清洗水箱的液位不低于0.4m，保证超滤清洗水泵的正常运行。（7）清洗后，超滤装置的进出口压差，产水流量都恢复到正常状况。取出水进行化验，其中出水浊度＜0.2NTU，污染指数SDI＜3，说明化学清洗后超滤装置出水水质得到了提高。

三、清洗周期的确定

（1）超滤装置的清洗设结合实际情况，将清洗周期定为用酸洗和碱洗的方案1个月清洗1次。另外，为了防止超滤装置被微生物和有机物污堵，每月不定期用碱洗完，直接加入次氯酸钠清洗1次。（2）在超滤装置运行中，还要结合进出水水质中微生物、有机物等的质量浓度，根据不同季节水源特点，适当调整清洗药品和清洗周期。（3）除了考虑超滤装置本身特点，具体清洗周期的确定还要全面分析制水系统中水源情况、预处理设备运行效果、超滤装置后续水处理设备特点等。使超滤装置高效运行，保证除盐水的品质和离子交换器树脂的安全。

由此可见，超滤装置在电厂水处理工艺环节中有着至关重要的作用。因此，为了确保超滤装置的性能可以最大限度的发挥出来，满足电厂水处理方面的要求，相关人员有必要对电厂水处理超滤装置所出现的污染因素进行分析，从而制定科学合理的清洗方法，这对于提升电厂发电的可靠性与稳定性有着极大的帮助作用，并且有助于提升电厂的经济效益以及社会效益。

参考文献：

[1]张贺，刘文超，尹成志，孙泽杭.某电厂超滤膜污染分析及离线化学清洗[J].辽宁科技学院学报.2017（04）

[2]钮荣，徐洪良，李世东.基于电厂化学水处理系统的直饮水系统设计[J].净水技术.2016（05）