电厂用水超滤处理中膜污染化学清洗技术及应用

电厂用水超滤处理中膜污染化学清洗技术及应用

周雪丽

（山西鲁能河曲发电有限公司山西省忻州市036500）

摘要：超滤膜技术不同于传统的水处理技术，是对原有技术的创新和改进。超滤膜技术拥有一些明显的优势使得水的处理能够得到更好的效果，达到更高的标准。把超滤膜技术应用在水处理当中是水净化的主要趋势，不只是技术的先进，而是该技术处理方面的卓越能力是人们无法忽视的。本文主要对电厂用水超滤处理中膜污染化学清洗技术进行了简要的分析。

关键词：电厂用水；超滤处理；膜污染；化学清洗

1超滤膜技术概述

1.1超滤膜基本原理

简单来说，超滤膜技术就是一种分离技术。超滤膜技术主要通过溶剂和一些分子量不高的溶质，受到来自液体的压力，经过超滤膜的的一侧到另一端，剩下的分子量比较高的则会被保留，进而从液体中分离出来。超滤膜发挥净化作用的主要方式是进行筛选，但其面层的部分化学元素也能发挥该作用，例如静电作用。一般来说，超滤膜的主要性能有两个，即分离和物化，前者主要包含切割分子量，以及水通量等，而后者主要包含耐药性，以及耐热性等。

1.2超滤膜技术的特征

超滤膜技术的优点就是操作简便，成本较低，能够省去不必要的人力成本，实现高度的自动化，降低成本压力。滤膜技术在各个行业的应用和发展已经有较长时间的沉淀，对于水的处理和净化有先例可以学习和研究，是一种切实可行的技术。超滤膜技术在化学上有很好的稳定性，不需要增加任何的化学试剂，并且实验环境相对较为温和，对于操作的环境来讲十分有利。超滤膜技术在处理工业废水方面有一定的优势，对于工业废水有着较强的处理能力，实现对于工业废水的循环使用，降低不必要的水资源的浪费，与此同时也避免了工业废水对于周遭环境的污染。超滤膜的pH有着较广的适用范围，能够在各种酸碱不同的溶液环境中发挥应有的作用，甚至是在强酸或强碱的环境中仍旧可以起到过滤的作用，比起传统的水处理的能力，超滤膜技术去除杂质的能力和效率更高，并且减少在处理过程中的化学使用，避免第二次污染。

1.3超滤膜技术的发展空间

超滤膜技术在我国主要被应用于工业行业的废水净化和再利用，而目前，其在工业领域中的应用已经相当成熟，为工业废水的回收发挥了重要的作用。在生活用水方面的应用，由于资金等、技术等问题，其在该领域的应用时间较短。但随着经济和科学技术的发展，超滤膜技术在社会生产的各个领域的应用最终会越来越广泛。

2膜污染的影响因素分析

2.1处理水量的影响。处理水量是指超滤膜单位时间内净化原水的能力，较高的处理水量能够提高产水率和经济效益，但同时也意味着超滤膜要过滤更多的原水、截留更多的污染物，长期高负荷运行容易使膜组件产生不可逆污染，增加清洗难度，同时也提高了制水成本。

2.2过滤周期的影响。超滤膜在过滤一段时间后，需要对其进行维护清洗，以减少膜污染，使超滤膜保持最佳状态。过滤周期越长，产水率就越高，但是反冲洗间隔时间就越长，反冲洗效果就越差，无限制地延长过滤周期势必会造成膜的不可逆污染；而过滤周期太短，虽然能减轻膜污染，但频繁的反冲洗会浪费大量的反洗水，也会增加运行管理难度。所以，过滤周期的长短应从缓解膜污染和经济因素两方面考虑。

3化学除盐水系统的清洗方法

超滤装置大概在运行3到4个月之后，各项运行数据参数都将会出现很大变化，例如进水压力通常在50kPa，而在一段时间运行过后就会达到到80kPa，而出水流量通常为30L/h，在一段时间之后会下降到24L/h，而膜透过率通常在122L/（m2?h），在一段时间之后下降到86L/（m2?h），而只有膜筒的出水压力将保持30kPa的范围。超滤装置运行参数见表1。

表1某处超滤装置运行参数

3.1药剂选择

超滤装置中经常使用的化学清洗剂为酸、碱、氧化剂等。酸类清洗剂可以对氧化铁、金属硫化物、碳酸钙等进行有效清除。碱性清洗剂主要可以清除磷酸盐和氢氧化物，碱性清洗剂可以让沉淀物乳化和分散，从而轻松清洗。螯合剂常用的种类有柠檬酸和EDTA。EDTA用于去除有机物，柠檬酸可以清除螯合铁离子，尤其是在酸性溶液中的螯合铁离子。氧化剂的主要清洗成分是次氯酸钠，主要可以对细菌和藻类等物质进行清除。此外，甲醛也是清除细菌和藻类的有效物质，但是因为对人体刺激过大，不利于人体健康，所以一般不会使用，在使用过程中，也要有专业人士进行操作，使用过程中要谨慎小心。

3.2水质分析

选择适合的清洗剂，要想将超滤装置清洗得非常干净，达到使用的最佳效果，就要先对污染物质进行分析，了解污染源。因此，在进行化学清洗之前，要先对超滤装置进出水和反洗水进行检测分析。超滤装置在运用一段时间后，反洗余氯仪的溢流管和电极都有明显的红褐色物体，县出水余氯仪和溢流管和电极则出现绿色粘滑的物体，通过对两种物体的检测可发现，红褐色物体的组成为铁铝化合物，而在对绿色物体进行检测时，将绿色物体放在坩埚内进行燃烧会溢出蛋白质的味道，又将绿色物体放在10%左右的盐酸溶液中，发现不易被溶解，但是绿色变成了白色，从而检测出绿色物体中含有有机物。而超滤装置的膜筒中最常见的附着物就是有机物、铁、胶体硅等，先前已经提到，超滤装置的制作材料为醋酸纤维，因此对酸碱度的耐受力不是很强，不利于使用氢氧化钠进行清洗，但是在考虑清洗成本后，最终选择了EDTA配合磷酸三钠进行碱洗，再搭配柠檬酸，可以偶尔使用次氯酸钠进行清洗。

3.3清洗方法

在清洗中应当注意：在化学清洗前，要将整个系统的管道与溶液箱进行清洗。在清洗过程中暂停超滤装置的运行，将进水气动阀与手动阀关闭，再将清洗装置当中出水阀与回水阀打开，在清洗过程当中要密切注意清洗液pH值、温度及其颜色与压力变化。

EDTA清洗方法，应当根据管道和溶液箱的体积，通过超滤装置出水搭配1%EDTA溶液，通过磷酸三钠把pH值调到10~11，将化学清洗泵开启，把出口压力调至0.05MPa~0.06MPa，从而让清洗液能够在超滤膜筒当中循环清洗。柠檬酸清洗是搭配1%柠檬酸溶液，根据碱洗操作方法开始清洗，通过动态循环与静态浸泡结合方式进行。次氯酸钠溶液清洗是把10%次氯酸钠进行稀释之后调至呈余氯在50mg/L~55mg/L次氯酸钠溶液，通过动态循环与静态浸泡方式完成清洗，而次氯酸钠溶液清洗时能够单一使用，也能够在酸洗之后使用，具体方式需要结合超滤装置污染程度来确定。

3.4参数控制

压力控制是化学清洗的过程当中，把泵口的压力控制至50kPa~80kPa的范围内，就是跟膜筒的正常运行当中进口压力相持平，只有压力保持一致，才可以确保压力过大，把膜筒损害，清洗过程当中还要确保清洗的流量控制在20L/h。在碱洗当中pH值控制尤为重要，先检测清洗液pH值，若是pH值的指数显著下降，水命碱对有机物溶解，就需要通过碱将pH值恢复至10~11。同时还要观察清洗容器当中的清洗液，颜色出现发黄变深且伴随大量气泡时，才可以证明清洗的效果是最佳状态。在酸洗当中pH值控制也十分重要，若是清洗液当中pH值较高，证明酸已经被大量的消耗，应当通过柠檬酸的添加将pH值保持3~4。并且在清洗当中，清洗液的颜色会变成红褐色，说明超滤装置已经被铁污染。检测清洗效果是在清洗完成后，检测超滤装置出水流量、压力差等数据，把数据恢复至正常范围，能够有效的提升用水质量。

4结语

随着我国很多电厂用水量的增大，对用水的质量也提出了更高的要求，同时对膜污染的清洗技术也有很大的需求，用水超滤处理技术在化学除盐水的清洗方法中应用得越来越广。

参考文献：

[1]孙正庭.电厂用水超滤处理中膜污染的化学清洗方法[J].能源环境保护,2010,04:40-42.

[2]齐鲁.浸没式超滤膜处理地表水的性能及膜污染控制研究[D].哈尔滨工业大学,2010.

[3]蒋志国.氯水反冲洗对超滤膜污染的控制研究[D].安徽建筑大学,2015.