夏守慶（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261400）

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電廠用水超濾處理中膜污染化學清洗技術及應用

夏守慶
（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261400）

摘 要：本文以煤礦矸石電廠中的化學除鹽水實驗工程為研究對象，研究并分析了超濾裝置的工藝和運行模式，并且對超濾裝置運行處理中膜污染產(chǎn)生的原因和膜污染類型進行研究分析，根據(jù)研究結(jié)果提出解決膜污染的化學清洗方案和清洗控制的參數(shù)，從而為電廠用水超濾處理工藝的運行和維護提供更堅實的依據(jù)。

關鍵詞：用水；超濾；膜污染；化學清洗技術

隨著我國很多電廠用水量的增大，對用水的質(zhì)量也提出了更高的要求，同時對膜污染的清洗技術也有很大的需求，用水超濾處理技術在化學除鹽水的清洗方法中應用得越來越廣。以某煤礦矸石電廠為例，其電廠中的用水就采用了超濾處理技術，規(guī)模在59L/h，在其處理過程中，超濾膜元件極容易被鹽垢、膠體、微粒等物質(zhì)污染，從而造成膜孔堵塞，影響出水量，從而嚴重地影響用水質(zhì)量，要解決這類問題，最好的辦法就是要對膜孔和膜元件進行定期的檢查和清洗，從而保證用水質(zhì)量，提高使用壽命，降低成本。

一、化學除鹽水系統(tǒng)的工藝流程

煤礦矸石電廠的化學除鹽水處理的工藝流程為：自來水通過變頻泵，通過130μm的保安過濾器，達到超濾裝置，然后進入清水箱中，再進入清水泵，最后達到離子交換器。其中超濾裝置采用的是國外進口的醋酸纖維中空膜，膜口直徑在0.02μm左右，同時超濾裝置還通過兩組過濾單元，由一組反洗單元和一組化學清洗單元構(gòu)成，每一組的出水量都控制在30L/h，超濾裝置主要的儀表包括出水余氯儀，反洗余氯儀，出水氧化還原電位儀以及溫度計和壓力表。

二、化學除鹽水系統(tǒng)的運行方式

超濾裝置的來源是自來水，全程為全量過濾，意思就是說自來水在運行過程中不會排放污濃水，進入膜管的水在壓力的作用下全部穿過膜表面，在定期反洗和化學清洗的過程中將膜表面的污垢去除。其裝置在運行過程中，每一個小時就會進行一次反洗，其流程為：管路沖洗、盤式過濾器反洗、加氯反洗、脫氯反洗和化學清洗等。其清洗過程中，主要對進出水污濁程度，反洗余氯、出水余氯和膜筒進出口的壓差等數(shù)據(jù)進行分析檢測。

三、化學除鹽水系統(tǒng)的清洗方法

超濾裝置大概在運行3～4個月后，每項運行的數(shù)據(jù)參數(shù)都會發(fā)生很大的變化，例如進水壓力一般在50kPa左右，而通過一段時間的運行后就會升高到80kPa，出水流量一般為30L/h，一段時間后會將為24L/h，膜透過率一般在122L/（m2·h），一段時間后降為86L/（m2·h），只有膜筒出水壓力會一直保持在30kPa。

（一）藥劑選擇

超濾裝置中經(jīng)常使用的化學清洗劑為酸、堿、氧化劑等。酸類清洗劑可以對氧化鐵、金屬硫化物、碳酸鈣等進行有效清除。堿性清洗劑主要可以清除磷酸鹽和氫氧化物，堿性清洗劑可以讓沉淀物乳化和分散，從而輕松清洗。螯合劑常用的種類有檸檬酸和EDTA。EDTA用于去除有機物，檸檬酸可以清除螯合鐵離子，尤其是在酸性溶液中的螯合鐵離子。氧化劑的主要清洗成分是次氯酸鈉，主要可以對細菌和藻類等物質(zhì)進行清除。此外，甲醛也是清除細菌和藻類的有效物質(zhì)，但是因為對人體刺激過大，不利于人體健康，所以一般不會使用，在使用過程中，也要有專業(yè)人士進行操作，使用過程中要謹慎小心。

（二）水質(zhì)分析

選擇適合的清洗劑，要想將超濾裝置清洗得非常干凈，達到使用的最佳效果，就要先對污染物質(zhì)進行分析，了解污染源。因此，在進行化學清洗之前，要先對超濾裝置進出水和反洗水進行檢測分析。超濾裝置在運用一段時間后，反洗余氯儀的溢流管和電極都有明顯的紅褐色物體，縣出水余氯儀和溢流管和電極則出現(xiàn)綠色粘滑的物體，通過對兩種物體的檢測可發(fā)現(xiàn)，紅褐色物體的組成為鐵鋁化合物，而在對綠色物體進行檢測時，將綠色物體放在坩堝內(nèi)進行燃燒會溢出蛋白質(zhì)的味道，又將綠色物體放在10%左右的鹽酸溶液中，發(fā)現(xiàn)不易被溶解，但是綠色變成了白色，從而檢測出綠色物體中含有有機物。而超濾裝置的膜筒中最常見的附著物就是有機物、鐵、膠體硅等，先前已經(jīng)提到，超濾裝置的制作材料為醋酸纖維，因此對酸堿度的耐受力不是很強，不利于使用氫氧化鈉進行清洗，但是在考慮清洗成本后，最終選擇了EDTA配合磷酸三鈉進行堿洗，再搭配檸檬酸，可以偶爾使用次氯酸鈉進行清洗。

（三）清洗方法

在清洗方法中需要注意的是：在進行化學清洗之前，要把整個系統(tǒng)管道和溶液箱清洗干凈。清洗過程就是將超濾裝置暫停運行，關閉進水氣動閥和手動閥，再打開清洗裝置中的出水閥和回水閥，在整個清洗過程中要密切關注清洗液的溫度、pH值以及顏色和壓力的變化。

EDTA的清洗方法，就是要根據(jù)溶液箱和管道的體積，用超濾裝置的出水搭配1%的EDTA溶液，用磷酸三鈉將pH值調(diào)節(jié)到10～11，開啟化學清洗泵，將出口壓力調(diào)整在0.05MPa～0.06MPa，讓清洗液在超濾膜筒中可以循環(huán)清洗。

檸檬酸清洗方法，就是搭配1%的檸檬酸溶液，按照堿洗的操作方法進行清洗，采用的是動態(tài)循環(huán)和靜態(tài)浸泡相結(jié)合的方式。

次氯酸鈉溶液清洗方法，就是將10%的次氯酸鈉稀釋后調(diào)配呈余氯在50mg/L～55mg/L的次氯酸鈉溶液，同樣是采用動態(tài)循環(huán)和靜態(tài)浸泡的方式進行清洗，次氯酸鈉溶液可以單一使用清洗，也可以在進行酸洗后使用，選擇方式要根據(jù)超濾裝置被污染的程度進行分析。

（四）參數(shù)控制

壓力的控制，就是要在化學清洗過程中，將泵口壓力控制在50kPa～80kPa，就是要跟膜筒正常運行中的進口壓力持平，只有保持壓力一致，才能保證壓力過大，從而將膜筒損害，在清洗過程中還要保證清洗流量在20L/h左右。

堿洗中pH值的控制很重要，先對清洗液的pH值進行檢測，如果pH值指數(shù)明顯降低，水命堿在對有機物進行溶解，就要加入堿使pH值恢復到10～11。與此同時，還要對清洗容器中的清洗液進行觀察，顏色發(fā)黃、變深并且產(chǎn)生大量氣泡的時候，才能證明清洗效果達到最佳狀態(tài)。

酸洗中pH值的控制也非常重要，如果清洗液中的pH值過高，證明酸被大量消耗，應該添加檸檬酸使pH值保持在3～4。同時清洗中，清洗液顏色變?yōu)榧t褐色，說明超濾裝置被鐵污染。

對清洗效果的檢測，就是要在清洗結(jié)束后，對超濾裝置的壓力差、出水流量等數(shù)據(jù)進行檢測，將數(shù)據(jù)恢復到正常范圍，這樣可以提高用水的質(zhì)量。

結(jié)語

通過對煤礦矸石電廠超濾裝置的探究可以發(fā)現(xiàn)，超濾裝置中的污染物可以用堿洗和酸洗結(jié)合，并且定期使用次氯酸鈉清洗的方法，能夠?qū)⒊瑸V裝置中的污染物清洗到最佳狀態(tài)，單獨使用酸洗或者堿洗都不能達到最佳的狀態(tài)。水污染嚴重的水資源，含有較高的有機物，超濾裝置只能除去大分子物質(zhì)，因此不能作為水源，因此要時刻做好水質(zhì)監(jiān)督，降低水中有機物的含量。超濾裝置的膜筒材料有很多種類，對于酸堿性的耐受度和抗氧化性都有不同的適應度，因此在清洗中必須要根據(jù)生產(chǎn)廠家的意見進行選擇。

參考文獻

［1］齊麟，賴冰冰，楊曉偉，等.浸沒式超濾膜清洗技術及研究進展［J］.清洗世界，2015，31（8）：29-33.

［2］喬玉柏，邵嘉慧，何義亮，等.氣液兩相流方法對絡合-超濾膜組件污染的清洗［J］.凈水技術，2012，31（4）：92-97.

［3］楊勝全.海水淡化反滲透膜化學清洗技術淺析［J］.凈水技術，2014，33（z1）：60-63.

［4］左劍惡，金銀寶，何為軍，等.微濾膜在油田采出水中的污染及清洗方法研究［J］.工業(yè)水處理，2011，31（2）：64-68.

［5］李軍慶，李歷，王文奇，等.膜分離技術在食醋澄清中的應用［J］.中國釀造，2012，31（11）：142-146.

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