火力发电厂反渗透膜的清洗技术进展

火力发电厂反渗透膜的清洗技术进展（精选7篇）

篇1：火力发电厂反渗透膜的清洗技术进展

火力发电厂反渗透膜的清洗技术进展

摘要：反渗透膜广泛应用于电厂的给水预脱盐过程中,本文介绍了反渗透膜污染的特征和原因,分析了反渗透膜清洗的.一般原则和方法,对反渗透膜清洗剂的配方和应用工艺进行了探讨.作 者：张大全 金星 作者单位：上海电力学院,环境工程系,上海高校腐蚀与防护重点实验室,上海,90期 刊：清洗世界 Journal：CLEANING WORLD年，卷(期)：,26(4)分类号：X703关键词：反渗透膜 清洗 火电厂 污染特征 技术进展

篇2：火力发电厂反渗透膜的清洗技术进展

反渗透技术是一种高效、易操作的液体分离技术,同传统的`废水处理方法相比具有处理效果好,可实现废水的循环利用和对有用物质回收等优点.文章简要介绍了反渗透技术的基本原理,重点介绍了反渗透技术在垃圾渗滤液、矿区污水、钢铁工业废水、电厂废水处理中的应用研究进展状况.并讨论了反渗透膜技术的预处理、反渗透膜污染及清洗和反渗透技术的发展前景.

作 者：王琬 陶文亮 林铭 李志文 陈峰 张跃飞 唐重元 Wang-wan Tao-wenliang Lin-ming Li-zhiwe Chen feng Zhang-yuefei Tang-Zhongyuan  作者单位：王琬,林铭,李志文,陈峰,张跃飞,唐重元,Wang-wan,Lin-ming,Li-zhiwe,Chen feng,Zhang-yuefei,Tang-Zhongyuan(贵州大学化学与化工学院,贵州,贵阳,550003)

陶文亮,Tao-wenliang(贵州大学,贵州,贵阳,550003)

刊 名：贵州化工 英文刊名：GUIZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 35(2) 分类号：X703.1 关键词：反渗透   废水处理   应用状况   预处理  

篇3：反渗透在线清洗技术的应用实践

1) 反渗透清洗的判断

(1) 系统正常运行时, 膜元件表面逐步生成难溶物质的垢层。这些物质是水中的碳酸钙, 硫酸钙, 金属氧化物, 二氧化硅, 有机物和沉淀等。

(2) 污染物的性质和污染速度与给水条件有关, 污染是缓慢发展的, 如果不在早期采取措施, 则会造成膜元件性能的降低。

(3) 定期检测系统整体性能以确认膜元件发生污染, 不同污染物会对膜元件产生不同影响。

(4) 作为一般原则, 当下列情况之一发生时, 说明膜已污染, 应进行清洗。

(1) 在正常压力下, 如产品水流量比正常值下降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) 产品水的盐透过率增加10~15%。

(4) 反渗透各段间压差增加明显, 增加约10%。

2) 一些常见污堵现象

(1) 生物污堵 (症状逐渐出现) :最初表现为脱盐率上升, 压降升高, 产水量降低。

(2) 胶体污堵:最初表现为脱盐率的轻微降低, 并逐步增大。最后一段压降升高, 产水量降低。

(3) 化学结垢 (症状很快出现) :脱盐率下降, 特别是最后一段。最后一段压降升高, 产水量降低。

(4) 硫酸铝 (症状很快出现) :脱盐率变化很小, 压降升高, 特别是头一段。产水量降低。

3) 清洗药剂的选择

膜污染物的去除是通过使恰当选择的清洗溶液在系统中循环来完成的。一般污染物的种类可以根据水质全分析报告和产生污堵的症状加以判别, 当使用常规方法无法鉴别时, 则需要对实际上沉积的污染物进行分析。

使用的常见清洗液:

清洗液1:柠檬酸2%用氢氧化钠调至p H=4.0-5.0

清洗液2:三聚磷酸钠2%EDTA四钠盐0.8%用硫酸调至p H=10.0

清洗液3:三聚磷酸钠2%十二烷基苯磺酸钠0.25%用硫酸调至p H=10.0

所有清洗液的最高使用温度为40℃, 在清洗碳酸钙水垢时可不必加热。

(5) 碳酸钙垢

当给水中含有较高的钙、碳酸氢根、碳酸根等离子时, 则会产生碳酸钙垢沉积在膜表面上, 在系统中考虑加入阻垢剂。在阻垢剂系统出现故障或加药量不足时, 碳酸钙垢就有可能沉淀, 应尽早发现以防止生长后的晶体对膜表面产生损坏。这种结垢一般发生在反渗透装置的第二段, 该段压差增大。应采用清洗液1进行清洗。当用盐酸清洗时, 注意清洗液的p H值不要低于2.5, 否则会对膜造成伤害。

(6) 硫酸钙垢

硫酸钙垢沉淀一般也发生在反渗透装置的第二段, 当给水中的硫酸根和钙离子高的时候可能会出现, 在判断清楚后可以采用清洗液2进行清洗。

(7) 金属氧化物

当发生金属氧化物垢时, 装置前后两端压降均有明显升高, 脱盐率明显下降, 用清洗液1进行清洗。

(8) 铁、有机物及硅等胶体

发生铁、有机物及硅等胶体沉积, 装置脱盐率稍有下降, 系统压降逐渐上升, 产水量减少。用清洗液2进行清洗。

(9) 有机沉积物

有机沉积物 (微生物粘泥或霉斑) 产生, 也会出现脱盐率可能下降, 系统压降逐渐增加, 产水量逐渐下降等现象。用清洗液2进行清洗, 严重时采用清洗液3清洗。

1 反渗透清洗前状况

某厂反渗透系统设计出力为2×65吨/小时, 进水城市中水加河水抽蓄沉淀后的水库水, 因此水中含有大量的微生物、有机物、细菌等物质, 容易发生污堵。清洗前101、102号反渗透系统进水压力与运行初期相比都有所升高、产水量下降, 系统压差增大。结合该厂预处理及水源情况全面分析后认为是微生物、有机物污堵所致。为了尽快使系统的性能得到全面的恢复, 由电厂专业人员指导, 运行人员操作实施了如下在线清洗技术方案。

2 反渗透清洗方案

2.1 清洗方案

首先使用美国清力公司反渗透专用碱性清洗剂Diamite BFT进行碱洗 (p H值控制在12左右, 必要时适当的添加部分氢氧化钠调节p H值) , 主要祛除有机微生物、细菌、胶体对膜的污染;对系统进行冲洗后, 再使用美国清力公司反渗透专用酸性清洗剂High Flux A进行酸洗 (p H值控制在2.5左右, 必要时适当的添加部分盐酸调节p H值) , 主要清洗沉积在膜上的无机盐垢;铁、铝及其它金属硅酸盐;高分子聚合物等污染物。

2.2 在线清洗流程

清洗药液箱→清洗泵→保安过滤器→反渗透本体→清洗药液箱

2.3 在线清洗准备

专业人员指导, 运行人员准备操作票, 熟悉清洗系统。将清洗药箱、清洗管路冲洗干净, 在清洗药液箱内加入一定量产品水, 检验清洗泵、管路、阀门等能否正常使用, 清洗药箱充满水, 加热到38℃。

3 在线清洗过程

3.1 记录清洗前系统运行数据, 以便比较清洗效果, 见附表;

3.2 系统进行碱洗

3.2.1 配置清洗液

1) 启动除盐水泵给清洗箱加除盐水至2/3液位处。

2) 打开清洗泵进出口门, 启动清洗泵, 打开清洗泵出口循环门。

3) 将美国清力公司反渗透专用碱性清洗剂Diamite BFT (按0.1%比例加入) , 通过加药口倒入清洗箱中。

4) 启动加热装置、搅拌器, 待药品完全溶解后, 往清洗箱加入除盐水至规定液位处并混合均匀 (加入Na OH调整p H至12) 。

5) 取样化验清洗液p H和温度。

3.2.2 膜清洗方法

1) 首先用除盐水冲洗反渗透膜组件和系统管道。

2) 关闭反渗透设备进水门、产品水出口手动门、浓水出口调节门。关闭产水不合格排放自动门、冲洗浓水侧排放门。

3) 打开一段清洗进口门, 二段清洗回流门和产品水回流门。

4) 关闭清洗药箱循环门, 打开清洗保安过滤器排气门, 稍微打开进口门以排除清洗保安过滤器内空气。

5) 调节保安过滤器出口门, 以低流量向反渗透设备打入清洗液, 循环清洗5~15分钟, 然后再用中流量循环清洗1~2小时。

6) 停清洗水泵并关闭阀门, 使膜元件浸泡在清洗液中, 浸泡2小时。若膜污染情况较严重或清洗较难去除的污染物时, 浸泡时间可适当延长。

7) 结束浸泡后, 以标准清洗流量再次循环清洗30~60分钟即可结束清洗。

8) 用除盐水对反渗透设备膜组件进行冲洗, 确认反渗透脱盐设备冲洗干净后, 即可重新运行反渗透设备。

9) 清洗后的反渗透脱盐设备装置在开始运行时, 应将运行初期约30分钟的产品水排放掉。

3.2.3 系统进行酸洗 (过程同碱洗)

4 在线清洗注意事项

1) 正常清洗时, 清洗系统压力采用使系统基本不能产出纯水时的压力为最好, 清洗液温度基本保持在25~35℃。必须用反渗透产品水或去离子水配制清洗药液, 药液混合要均匀。

2) 清洗时要将反渗透压力容器和管道内的存水排掉, 再把清洗过程中产生的浓缩液向清洗药箱循环。如果回流清洗液明显变色或浑浊应重新准备清洗药液。若回流清洗液p H变化超过0.5, 应重新调整p H或更换清洗液。

3) 按规定时间清洗完成后, 应立即用反渗透产品水或去离子水进行冲洗。冲洗时间一般为30~60分钟, 并将反渗透出口水放掉 (开产水不和格自动门、冲洗浓水测排放自动门) 。确认冲洗完成后, 最好立即投入正常运行, 化学清洗后至投入运行时间不得超过24小时。

5 清洗前后运行数据对比

6 总结

通过清洗前后的数据对比可以看出, 清洗达到了良好的预期效果。膜的污染主要表现为进水压力、压差偏高, 产水能力下降。从清洗效果来看, 碱洗对膜的压差、产水流量、脱盐率都有很大的改善, 而酸洗只对产水流量有一定的提高。另外更换出来的超滤保安过滤器滤芯表面发绿, 还有一些透明状胶体物质, 可以判断污染物主要为有机微生物、胶体的污染, 由于有机微生物、胶体对膜的污染, 造成浓水隔网的堵塞, 导致压差升高, 胶体污染是造成产水量大幅下降的主要原因;由于污染物对水量的影响, 导致了部分无机盐、氧化物在污染物上的进一步沉积, 构成了复合型的污染, 所以通过酸洗对产水流量也有一定的恢复作用。刚清洗完的反渗透系统脱盐率会有所下降, 运行几天后即恢复正常。

摘要：主要介绍了某厂反渗透在线清洗技术的应用, 该厂原水为城市中水加河水抽蓄沉淀后的水库水, 水处理系统运行一段时间后反渗透压差增大, 产水量降低, 以前遇到此种情况一般都由专业发渗透清洗公司进行清洗, 但专业清洗公司路程远, 准备工作繁琐, 往往因时间延误造成除盐水供给紧张, 因此为了及时进行清洗, 保证机组安全运行, 该厂专业人员通过摸索实践, 总结出一套行之有效的反渗透在线清洗技术, 既缩短了清洗的时间, 又取得了良好的清洗效果, 缓解了除盐水供给紧张的局面。

篇4：反渗透膜的在线化学清洗

关键词：反渗透膜 化学清洗 清洗剂

1 概述

大唐太原第二热电厂化学水处理设有反渗透装置8套，2009年全面建成投入运行。采用一级两段式布置（一、二段比为20：10），单套装置出力为120m3/h，设计回收率为75%，脱盐率高于97%。膜元件采用美国科氏聚酰胺卷式复合膜。因为使用生水作为补给水，水质较好，设备长时间运行状况良好。但随着运行时间的增加，出现了段间压差增大，出力降低等现象，经过对反渗透膜清洗技术的学习和研讨，化学车间自主进行了反渗透膜的化学清洗工作，效果明显。

原水经过超滤装置后，大部分的悬浮物、胶体、微生物都得到了过滤，但反渗透膜的进水中仍会含有少量5μm以下的杂质。可形成难溶性胶体、微细沉淀物和各类难溶盐的结垢物质。所以反渗透膜的化学清洗是保证反渗透装置正常运行的必要措施。

2 形成污垢的原因

2.1 对流沉积 反渗透膜过滤是一个“错流分离”的过程，进水穿过膜孔。而含有各种污染粒子的浓水流过膜表面，膜对粒子的吸附叫做“对流沉积”。膜表面各粒子数量随着运行时间的增长，逐渐增加，造成膜的污堵。原水经过反渗透膜的产水过程（如图1所示）。

图1

2.2 浓差极化 反渗透装置在运行过程中，淡水透过后，膜界面层浓缩水中含盐量增大，和进水之间往往会产生浓度差，严重时会形成很高的浓度梯度的现象，称为浓差极化。浓差极化会加快膜的污染。因为浓差极化会造成邻近膜表面溶质的浓度快速升高，引起边界层流体阻力增加，或局部渗透压增加，导致传质推动力下降，产生污垢沉积。

2.3 截流物阻挡 膜上的截流物加快了膜的污染，如反渗透膜中的产水隔网，起到支撑膜和增大湍流的作用，但同时也造成截流，污染物受隔网阻挡，迅速沉积下来，造成污堵。

3 反渗透膜的污染特征及清洗时机的判断

反渗透膜受到不同污染物污染后，会出现不同的特征（见表1）。反渗透系统不能等到膜污染严重后才清洗。这样会增加清洗的难度。要正确把撑清洗的时机，及时清除法垢，当反渗透膜在运行过程中出现以下几种情况时，应立即清洗。

标准化产水量降低10%以上；

进水和浓水之间的标准化压差上升了15%；

标准化透盐率增加5%以上；

以上的标准（基准）比较条件取自系统经过最初48小时运行时的操作性能参数。

表1 反渗透膜污染特征

4 我厂反渗透装置清洗前的状况

我厂反渗透装置在运行5年之后，普遍存在段间压差上升超过15%，产水量降低超过了10%。在相同入口压力的情况下，反渗透入口流量从当初的165t/小时，下降到120-140t/小时。说明反渗膜已经受到污染，急需对反渗透装置进行化学清洗。

5 反渗透膜的清洗步骤

5.1 清洗方案的制定

根据反渗透厂家提供的清洗方案，经过车间人员的反复研讨论证，我们使用了专用碱性清洗剂和酸性清洗剂相结合的方法来对反渗透膜进行分段清洗。利用盐酸（Hcl）和碱（NaOH）溶液来调整清洗溶液的PH值。

5.2 清洗前的准备工作

5.2.1 开启运行反渗透装置的产水侧回水门，将反渗透清洗水箱内注入一定量的产水，启动反渗透清洗水泵，对反渗透清洗管路进行循环清洗。确保管路清洁，无杂物。

5.2.2 停运反渗透清洗水泵，将反渗透清洗水箱排空，注入反渗透产水到一定高度（应考虑整个管路的余量）。启动加热器将清洗水箱内水温加热到40℃左右。

5.2.3 准备好盐酸（Hcl）和碱（NaOH）溶液来调整清洗溶液的PH值。准备好PH表，测量并记录清洗过程中清洗溶液的PH值的变化。

5.3 配置碱性清洗溶液

启动反渗透清洗水泵进行循环，将五桶（25公斤）碱性清洗剂加入清洗水箱内，然后加入适当的碱（NaOH）溶液，测量溶液PH值，使溶液PH值达到11左右。

5.4 反渗透膜的碱清洗

5.4.1 反渗透一段膜的碱清洗

关闭反渗透装置出口门，高压泵出口门，浓水手动排放门及电导率采样门，确保反渗透装置从系统内解列。开启反渗透装置一段清洗入口门、一段清洗回水门、产水侧回水门。调整反渗透清洗水泵循环门，使出口压力维持在0.2-0.25Mpa左右。使反渗透碱性清洗剂在反渗透装置一段的膜内进行循环。10分钟测量一次碱性溶液的PH值，如有降低，则说明膜表面有污染物被清洗溶液溶解，加入适量的碱（NaOH）溶液，使溶液的PH值始终保持在11左右。一直循环到清洗溶液PH值不再变化为止。（一般要循环30分钟以上）。

5.4.2 反渗透二段膜的碱清洗

开启反渗透装置二段清洗入口门、出口门，关闭一段清洗入口门、出口门，按照清洗一段膜的方法进行清洗。

5.4.3 碱性清洗剂的浸泡

当一、二段反渗透膜碱清洗完毕后，停运反渗透清洗水泵，关闭反渗透装置所有阀门，使反渗透膜在碱性溶液中浸泡一定的时间。（一般在5小时以上）

5.4.4 碱性清洗剂的再次循环

开启反渗透装置一段清洗入口门、二段出口门、产水侧回水门，使碱性清洗剂在一、二段膜中进行串洗，并记录溶液PH值有无变化。（一般循环1小时以上）。

5.4.5 将碱性溶液冲洗干净

停运反渗透清洗水泵，关闭出口门。开启清洗水箱排污门，将反渗透碱性清洗溶液排空。关闭反渗透装置一段清洗入口门、二段出口门，开启浓水电动排放门、产水侧排水门，将反渗透装置内的碱性清洗剂排空。然后开启冲洗入口门、启动反渗透冲洗水泵，对反渗透进行冲洗，待反渗透产水电导率低于30μs/cm后，分別开启反渗透一段清洗入口门、二段清洗出口门，倒冲管路及清洗水箱，直到将管路中的碱性清洗剂冲洗干净。

5.5 配置酸性清洗溶液

将反渗透清洗水箱内注入一定高度的反渗透产水。大开反渗透清洗水泵循环门，启动反渗透清洗水泵进行循环，加入5桶（25公斤）的酸性清洗剂，加入适量的盐酸（Hcl）溶液，直至溶液PH值达到2.0。

5.6 酸性清洗溶液的清洗与浸泡、冲洗

反渗透膜的酸洗过程同碱性过程基本相同，在清洗过程中需要经常性的检测溶液的PH值，如PH值有上升，则说明，有沉积物与酸性清洗剂中和。需要加入适量的盐酸（Hcl）溶液，使清洗溶液始终维持在2.0左右。清洗完毕后，同样需要浸泡5小时以上，并再次循环1小时，并记录PH值变化，然后将整个反渗透清洗系统，及反渗透装置冲洗干净。为反渗透装置清洗后的投运做好准备。

6 反渗透装置清洗前、后运行情况的比较

通过清洗前后反渗透装置运行数据对比可以看出，一、二段压差，二段与浓水之间压差明显降低，入口流量、产水流量显著提高。清洗效果明显。

7 结束语

通过对反渗透膜清洗技术的学习、攻关。此次反渗透膜在线化学清洗取得实际效果。使我厂水处理反渗透装置运行状况明显改善。为今后反渗透装置的运行，维护打下了基础。为可靠供水提供了保障。同时也节约了邀请专业清洗队伍所需付出的高额成本。

参考文献：

[1]李国东，王薇，李凤娟，任强，宿辉.反渗透膜的研究进展[J]. 高分子通报，2010（07）.

[2]陈欢林，瞿新营，张林，高从堦.新型反渗透膜的研究进展[J]. 膜科学与技术，2011（03）.

篇5：反渗透技术在火力发电厂的应用

关键词：反渗透,发电厂,应用

1 反渗透技术的发展历程

反渗透作为一项新型的膜分离技术最早是在1953年由美国C.E Reid教授在弗罗里达大学首先发现醋酸纤维素类具有良好的半透性膜为标志的。20世纪70年代初期, 杜邦公司的芳香族聚酰胺中空纤维反渗透器“Permasep B-9”问世, 使反渗透的性能有了大幅度的提高。20世纪80年代初, 全芳香族聚酰胺复合膜问世, 20世纪80年代末高脱盐全芳香族聚酰胺复合膜工业化。20世纪90年代中超低压高脱盐全芳香族聚酰胺复合膜也开始进入市场, 从而为反渗透技术的进一步发展, 开辟了广阔的前景。

2 反渗透的基本原理

渗透是水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。半透膜只允许水通过, 而阻止溶解固形物 (盐) 的通过。

浓溶液随着水的流入而不断被稀释。当水向浓溶液流动而产生的压力p足够用以阻止水继续净流入时, 渗透处于平衡状态。平衡时, 水从任一边通过半透膜向另一边流入的数量相等。即处于动态平衡状态, 而此时压力p称为溶液的渗透压。 (注意:半透膜一边是纯水, 另一边是盐溶液) 。

当在浓溶液上有外加压力, 且该压力大于渗透压时, 浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液, 使得浓溶液的浓度更大, 这一过程就是渗透的相反过程, 称为反渗透。

3 反渗透在火力发电厂的应用实例

反渗透脱盐率极高, 对处理含盐量较高的海水有明显的优越性。

以某电厂为例, 该厂采用海河水, 因处海河下游受海水倒灌及上游污染影响, 水质较差且变化大。经实践经验确认其合理制水流程如下。

海河水→升压泵→原水箱→原水泵→加热器→脱气器→混合搅拌→澄清器→重力有阀滤池→清水箱→清水泵→细沙过滤器→活性炭过滤器→5μm保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳水箱→除碳水泵→阳浮床→阴浮床→混合床→除盐水箱。

由于复合膜要求进水中不含余氯, 在系统中加了活性炭过滤器作为吸收余氯之用, 系统的污染指数经细砂过滤器后已经可以确保合格, 若使用的不是复合膜, 则可以不设活性炭过滤器, 或为保险起见也可以保留。

反渗透设备为两台出力50m3/h, 选用国外进口低压复合膜, 膜组件共13个, 8-5排列。当进水含盐量为3000mg/L、温度为25℃、压力为1.5MP a时, 单台设备出力三年后仍可达到50m3/h, 设备脱盐率为93%左右。对于新投入运行的设备出力应不小于5 8 m 3/h, 设备脱盐率一般应不低于9 5%。反渗透出水不再经过除碳器, 而是直接进入除碳水箱, 经除碳水泵进入离子交换除盐设备。

反渗透装置运行半年来情况较好, 产水量和脱盐率一直很稳定, 脱盐率为96%~98%、产水量为55~62m3/h;回收率72%~77%。某日其海河水质突然恶化, 氯含量达到2460mg/L, 高于设计水质1000mg/L, 估计含盐量为4500~5000mg/L。RO设备运行4小时的结果:入口水电导率7300μS/cm、1.44 MP a、出水流量60 m3/h、出水电导率373μS/cm、脱盐率94.9%, 由运行结果可以看出, RO设备有很强的抗干扰能力。

反渗透技术对于处理水质较好的原水时有着更稳定更优秀的水质指标。

以采用地下水的某电厂为例, 该厂的水处理制水流程如下。

地下水→生水箱→生水泵→双介质机械过滤器→活性炭过滤器→5μm保安过滤器→高压泵→反渗透装置→淡水箱→淡水泵→一级混床→二级混床→除盐水箱。 (设计时考虑了有用地表水的可能) 。

反渗透设备为两台出力60m3/h, 采用进口低压复合膜, 膜组件10个, 6-4排列。由于地下水水质好, 温度控制为25℃、压力为1.5MPa、进水电导率670μS/cm, 反渗透运行多年后出水指标仍能达到回收率75%、脱盐率98.5%以上, 遇压差升高、产水量下降时进行化学清洗后即可使设备达到正常运行指标。

4 反渗透技术在电厂实际应用中应注意的问题

4.1 原水的处理

为了避免堵塞反渗透器, 原水应经预处理, 以消除水中的悬浮物, 降低水的浊度;此外, 还应进行杀菌, 以防微生物在反渗透内滋长。

悬浮物的多少是水质好坏的一个指标, 如果悬浮的物质多, 没有及时过滤, 就会在反渗透的膜上沉积, 阻碍膜的透水率。从而使膜孔受堵而不能正常工作。所以在水进入膜的表面之前把悬浮物过滤掉。

浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。也就是说, 由于水中有不溶解物质的存在, 使通过水样的部分光线被吸收或被散射, 而不足直线穿透。如果水的浊度过大, 就说明水的不溶解污染物很多, 如果进入反渗透膜的孔中, 同样会堵住孔, 从而使反渗透膜失效。

微生物的种类很多, 主要分为厌氧型生物和好氧型生物, 厌氧型的微生物会把水中的氨或者有机氨氧化为氮气和高价态的硝酸或者亚硝酸化合物, 这些化合物的氧化性都比较强, 而膜的组成是芳香族的酰氨在氧化剂的作用下会氧化, 膜的孔径会变形, 聚合物的长链断口, 那么膜就起不到渗透作用从而给生产者带来经济损失。还有些微生物的大量繁殖会寄生在反渗透膜表面, 同样会物理堵住膜的孔。

4.2 运行中注意事项

(1) 回收率的控制。回收率应保持在75%左右, 既不能使浓水中微溶盐浓度超过溶度积而结垢, 又不应造成浪费, 达到经济运行状态。

(2) 操作压力。高压泵设高低压保护以更好地保护高压泵及反渗透的安全运行。操作压力的选择决定原液的浓度, 因为它与渗透压差有关, 它还决定于膜的的透水性和水的回收率。一般情况是, 提高操作压力会使产水量增大, 但压力过大又会因膜受到压力而使透水量下降。膜压实后, 通水率减小了膜的效率降低了, 会造成生产经济损失。

(3) 运行温度。膜是有机物也符合热胀冷缩, 温度高了, 就会膨胀。但是有机膜的水解速度和温度有关, 温度越高越容易水解。所以膜的透水量是随水温的增高而增大的, 但也加快膜的水解速度, 且使有机膜变软, 易于压实。所以, 对于有机膜来说, 通常将温度控制在约20℃~30℃范围为好。

(4) 严格控制入口水质。监测污染指数, 定期检查、及时更换精密过滤器滤芯, 防止滤芯因安装或质量问题发生泄露所引起的反渗透膜的颗粒污染.当精密过滤器进出口压差大于0.1MPa时, 应更换滤芯.运行时还应经常检查精密过滤器内是否有气体, 不能将空气带入反渗透膜。

(5) 监督脱盐率及压差等指标变化, 判断反渗透运行状态, 及时进行必要的清洗。

(6) 注意防止浓差极化。在反渗透过程中, 膜表面的浓水与进水之间有时会产生很高的浓度梯度, 这种现象称为浓差极化。产生这种现象时, 在膜表面会形成一层浓度比较高、比较稳定的所谓“临界层”, 它妨碍反渗透过程的有效进行。这是因为, 浓差极化会使膜表面溶液渗透压增大, 反渗透过程的推动力会降低, 导致产水量和脱盐率均降低。浓差极化严重时, 某些微溶盐会在膜表面沉淀结垢。为避免浓差极化, 有效的方法是使浓水的流动始终保持紊流状态, 即通过提高进水流速来提高浓水流速的方法, 使膜表面微溶盐的浓度减少到最低值;另外在反渗透水处理装置停运后, 应及时冲洗置换浓水侧的浓水。

4.3 反渗透系统停运保护

(1) 停机5h~10h:启动预处理系统及加药设备, 生水冲洗5min~10min。 (pH:2~11) 。

(2) 停机1天以上:启动淡水泵, 用淡水冲洗5min~10min, 每隔8h冲洗一次。 (≤0.4 2 MPa) 。

(3) 长期停运应加甲醛保护。

4.4 及时进行反渗透系统的化学清洗

判断化学清洗的标准:产水率较常态化降低10%;脱盐率较常态化下降5%;压差比基准状况上升15%, 如已达化学清洗指标应及时分析原因进行清洗。 (常态化:设计正常情况;基准状况:为最初24至48小时操作的性能) 。

5 反渗透膜污染类别及处理方法

(1) 金属氧化物污染, 如铁污染, 可采用0.2mol/L的柠檬酸铵, pH=4~5并以15L/min流量循环清洗; (2) 膜表面结垢, 如钙的沉积物, 可以用1%~2%的盐酸以5L/min流量循环清洗; (3) 有机物、胶体的污染, 可以采用EDTA, 磷酸钠 (十二烷基磺酸钠) 并用氢氧化钠调节pH为10左右, 以40L/min流量循环清洗; (4) 细菌污染, 可以用1%的甲醛溶液以15L/min流量循环清洗。

在循环清洗时, 维持系统压力在0.4MPa, 清洗温度不应超过40℃, 清洗过程中应检测清洗液pH值、颜色变化等。

6 结语

反渗透技术因具有特殊的优越性而得到日益广泛的应用, 但仍有可能因各种因素而使其遭受损害, 所以要做好运行维护, 及时发现运行参数的变化并调整设备运行工况, 尽量避免出现严重问题, 确保反渗透系统长期、安全、稳定地运行。

参考文献

[1]冯逸仙.反渗透水处理系统工程[M].中国电力出版社, 2005.

篇6：火力发电厂反渗透膜的清洗技术进展

一、反渗透膜污染物的成因与特征

1. 常见的反渗透膜污染物

反渗透系统对给水水质要求较高, 通常要求SDI (Silt Density Index) <3.0-5.0, 因此反渗透系统之前通常配有较为完善的预处理系统。尽管如此, 在正常运行一段时间后, 反渗透膜还是会受到给水中悬浮物或难溶盐的污染。

2. 反渗透膜污染物的成因

反渗透污染物的成因主要有以下几种

(1) 对流沉积

反渗透膜过滤是一个错流分离过程, 纯水穿过膜孔, 而含有各种污染粒子的浓水高速流过膜表面, 膜对粒子的吸附叫对流沉积, 它是反渗透膜污染的主要原因。

(2) 浓差极化

浓差极化会加快膜的污染。因为浓差极化造成邻近膜表面溶质的浓度快速升高, 引起边界层流体阻力增加 (或局部渗透压增加) , 导致传质推动力下降, 产生污垢沉积。

(3) 截流物阻挡

截流物加快了膜的污染。例如, 螺旋卷式膜及平面板式膜的料液流道间有一层塑料隔网, 起支撑膜和增大湍流的作用, 但同时也造成截流, 污染物受隔网阻挡, 迅速沉积下来。

二、反渗透膜的化学清洗

当反渗透膜运行一定时间后, 随着污染物在膜表面的沉积, 膜性能会出现不同程度地下降, 此时需考虑对反渗透膜进行清洗。反渗透膜的清洗方法分为物理清洗、化学清洗, 其中化学清洗使用得最为广泛。

1. 反渗透膜清洗的条件

清洗时机主要依据以下参数的变化来选择:

(1) 在正常给水压力下, 产水量较正常值下降10-15%;

(2) 为维持正常产水量, 经温度校正后地给水压力增加10-15%;

(3) 产水水质降低10-15%, 透盐率增加10-15%;

(4) 系统各段之间压差明显增加。

从实验相关运行参数可以看出, 进水压力与浓水压差≥0.3MPa, 原水反渗透B产水量较设计量下降33%, 原水反渗透A维持正常产水量时, 给水压力增加15.38%, 并且反渗透回收率和透盐率达不到设计条件, 从系统运行状况来看, 随着膜的进口压力提高, 在同样的浓水排放流量下, 膜的进水流量下降较快, 导致膜的出力直线下降, 因此膜存在严重的污堵现象。

2. 反渗透膜污染物质的分析

为了提高清洗效果, 清洗前需要对膜污染的状况进行分析, 确定污染物的种类, 根据反渗透膜污染、结垢的具体情况, 选择有针对性的清洗剂进行清洗。

(1) 前段污染

观察预处理滤料 (砂粒、活性炭) 泄漏、胶体污染、有机物污染和生物污染, 前端最严重, 可以从前端膜元件入口观察到颗粒物及粘液状污染。前端污染物为腥臭味粘液物质, 灼烧刮取的生物粘泥 (粘膜) , 会有蛋白质的焦臭气味, 并且不溶于碱液。

(2) 末端污染观察

无机盐结垢在系统末端最为严重, 在末端膜元件端头处可以摸到粗糙的粉状物。将结晶物用盐酸溶解时有气体冒出, 说明反渗透末端沉淀物极可能是Ca CO3。

(3) 原因及分析

反渗透运行周期较长, 距上次化学清洗反渗透运行5个月之久, 以前反渗透运行中清洗周期为3个月;

原水水质比较差, 新鲜水电导>1000us/cm, 属于碱度高硬度水质, 容易造成反渗透有机物结垢;

2013年初由于预处理效果不太理想, 原水中微生物繁殖迅速, 导致反渗透保安过滤器滤芯频繁更换, 尤其变形滤芯起不到拦截作用, 导致经过预处理的原水有机物和微生物含量高, 胶体类大分子微生物占较大比例, 是造成膜表面污堵的主要原因。

反渗透阻垢剂效果不理想或者加药量不足是反渗透末端盐的结晶比较严重的要原因。

3. 反渗透化学清洗液的选择

选择适宜的化学清洗药品及合理的清洗方案涉及许多因素。为达到最佳的清洗效果, 有时会使用一些不同的化学清洗药品进行组合清洗。酸性清洗可用于去除反渗透膜上沉积的无机盐垢, 碱性清洗可用于去除有机物和胶体污物。

本次化学清洗反渗透化学碱洗的药剂为0.025%Na (1.25Kg) -SDS+0.1%Na OH (5Kg) 溶液+1%Na4EDTA (50Kg) , 酸洗的药剂为0.2%HCL (30 Kg) +2%柠檬酸 (100Kg) 。

4. PH值、温度和清洗时间对清洗效果的影响

在对反渗透膜进行酸性清洗时适当的维持清洗液的p H值在较低的范围, 碱性清洗时适当维持清洗液的p H值在较高的范围, 并适当的提高清洗液的温度 (一般不低于15e) 和适当延长清洗时间, 均有利于提高清洗效果。但p H值超过一定的范围或清洗液温度过高、清洗时间过长均会对反渗透膜造成不可逆的损伤, 因此清洗时需将清洗液的p H值、温度和清洗时间控制在一定的范围。

清洗液的p H值和温度范围:温度 (℃) <40 (p H3-10) , 温度<35 (p H2-11) , 温度<30 (p H2-11.5) , 温度<20 (p H2-12)

5. 膜元件的清洁和冲洗程序

(1) 在0.2~0.4MPa (2~4bar) 压力下进行低压冲洗, 即从清洗罐中 (或相当的水源) 向压力容器中泵入清洁水然后排放掉, 运行几分钟。冲洗水必须是洁净的、去除硬度、不含过渡金属和余氯的RO产品水或去离子水。

(2) 在清洗罐中配制特定的清洗溶液, 启动清洗泵将清洗液泵入膜组件内, 循环清洗约一小时或是要求的时间。在起始阶段, 清洗液返回至RO清洗罐之前, 将最初的的回流液排放掉, 以免系统内滞留的水对清洗溶液造成稀释。在最初的5分钟内, 慢慢地将流速调节到最大设计流速的1/3 (最大量为80m3/h) 。这可以减少由污物的大量沉积而造成的潜在污堵。在第二个5分钟内, 增加流速至最大设计流速的2/3, 然后, 再增加流速至设计的最大流速值, 采排水如发现水质较黑或者有异味, 需要将清洗罐中药剂放掉, 重新配药, 如果需要, 当p H的变化大于0.5, 就要重新调回到原数值。

(3) 化学清洗结束之后, 要用清洁水 (去除硬度、不含金属离子如铁和氯的RO产品水或去离子水) 进行低压冲洗, 从清洗装置/部件中去除化学药剂的残留部分, 排放并冲洗清洗罐, 然后再用清洁水完全注满清洗罐以作冲洗之用。从清洗罐中泵入所有的冲洗水冲洗压力容器至排放。如果需要, 可进行第二次清洗。一旦RO系统已用贮水罐中的清洁水完全冲洗后, 就可用中和箱给水进行最终的低压冲洗。给水压力应低于0.4MPa (4bar) , 最终冲洗持续进行直至冲洗水干净, 且不含任何泡沫和清洗剂残余物。通常这需要15-60分钟。操作人员可用干净的烧瓶取样, 摇匀, 监测排放口处冲洗水中洗涤剂和泡沫的残留情况。

三、化学清洗前后运行数据对比

1. 反渗透化学清洗前后各参数对比

结束语

反渗透清洗的结果是否令人满意, 是保证反渗透膜在寿命期内能否正常运行的关键。目前对反渗透化学清洗的研究主要集中在对清洗药品与各种污染物之间的反应机理, 清洗时清洗药品和污染物在清洗液中的传质过程, 清洗液配方的选择 (特别是针对硅、硫酸盐以及有机物等较难去除污染物的清洗液配方的选择) 以及清洗流程的优化等几个方面。

参考文献

[1]中国石化塔河炼化三站工艺技术规程.2012.8.

[2]反渗透和纳滤膜产品技术手册.美国海德能公司出版.2005.7.

篇7：反渗透膜污染物的清洗效果研究

在各种膜分离技术中, 反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种[1,2]。反渗透膜分离过程中, 物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子等与膜间存在物理化学或机械作用, 从而引起各种固体或溶质成分在膜孔内吸附、沉积, 造成膜孔径变小或堵塞, 出现膜污染, 致使膜通量变小、分离性能恶化的暂时性不可逆变化。为解决这一问题, 在实验室以单一污染物进行实验, 研究不同清洗药剂对其的清洗效果以及影响因素, 这对于预防、判断和清洗膜污染都有重要的意义[3,5]。

2 实验方法

2.1 实验方案

采用不同的清洗剂在不同条件下对相同污染程度的反渗透膜进行浸泡, 每隔90m in测定浸泡液中污染物的含量, 从而对清洗液的清洗效果进行分析[6,8]。

清洗液包括:0.2%盐酸、0.5%磷酸、2%柠檬酸、0.1%N a O H、0.1%N a O H+0.025%十二烷基磺酸钠。

浸泡液温度:20℃、30℃和40℃。

2.2 测试方法

采用高锰酸钾法测定水溶液中的C O D, 表征有机物的含量;使用孔径为0.45μm的微滤膜过滤样品, 采用IC S-2100离子色谱仪, 分别测定钙、镁离子的含量;根据D L/T502.3-2006氢氟酸转化分光光度法, 采用上海精科生产的U V 765紫外可见分光光度计测定硅的含量;根据G B/T3049邻菲罗啉分光光度法, 测定铁的含量。

3 实验结果与讨论

3.1 有机污染物的清洗效果

分别采用0.1%N a O H和0.1%N a O H+0.025%十二烷基磺酸钠复合清洗液, 在20℃、30℃、40℃条件下浸泡受污染的反渗透膜[6], 浸泡液中有机物相对溶出率随时间变化结果如图1所示。温度对0.1%N a O H的作用效果影响较大, 升高温度有利于加快清洗速度, 提高清洗效果, 温度升高到40℃时, N a O H对有机物的清洗效果相对20℃时提高了40%。0.1%N a O H溶液中添加0.025%十二烷基磺酸钠后, 改善了对有机物的清洗能力, 该复合清洗液受温度影响相对较小, 浸泡2h后均能达到最佳效果, 缩短了单纯用N a O H清洗的时间。

3.2 铁污染物的清洗效果

磷酸根离子具有很强的配合能力, 能与铁离子生成无色的可溶性的配合物, 柠檬酸根离子能够与铁离子、亚铁离子生成螯合物[7]。采用0.5%磷酸、2%柠檬酸溶液分别在20℃、30℃、40℃条件下浸泡受污染的反渗透膜, 实验结果如图2所示, 随着浸泡时间的延长, 浸泡液中铁的含量逐渐增加, 4.5h后铁的含量变化不明显。升高温度能提高磷酸和柠檬酸对铁污染物的清洗效果, 在20℃和30℃的条件下, 磷酸的作用略优于柠檬酸, 当温度上升为40℃时, 浸泡4.5h后, 磷酸的清洗效果显著优于柠檬酸。

3.3 硅垢的清洗效果

将反渗透膜分别浸泡于0.1%N a O H和0.1%N a O H+0.025%十二烷基磺酸钠复合清洗液中, 浸泡液中全硅的相对溶出率随时间及温度变化而变化的结果如图3所示, 浸泡温度与时间对作用效果有较大的影响, 温度增加, 浸泡时间延长均能提高两种清洗液的除硅效果[8]。在低温条件下 (20℃) , 添加0.025%十二烷基磺酸钠后0.1%N a O H对硅垢的清洗效果提高了64%, 当温度为30℃和40℃时, 0.025%十二烷基磺酸钠的作用相对减弱, 清洗效果仅分别提高11%和8%, 说明温度起到了更加显著的影响, 温度越高十二烷基磺酸钠的作用越小。

3.4 钙、镁垢的清洗效果

分别在20℃和30℃的浸泡条件下, 比较0.2%盐酸、0.5%磷酸和2%柠檬酸对钙镁垢的清洗效果, 实验结果如图4和图5所示。三种清洗液中盐酸对钙镁垢的清洗能力明显高于磷酸和柠檬酸, 对于钙垢的清洗受浸泡温度和时间影响较大, 温度30℃时比20℃的清洗效果提高16%, 浸泡7h比1.5h提高70%, 而随着温度的增加, 镁垢的清洗效果仅提高4%, 浸泡7h比1.5h提高22%。浸泡温度为20℃时, 磷酸和柠檬酸对钙垢的清洗能力相对偏低, 柠檬酸略高于磷酸, 升高温度可提高其作用效果, 但均比盐酸低约40%。磷酸对镁垢的清洗能力优于柠檬酸, 温度为30℃时, 磷酸的清洗效果比柠檬酸高15%, 随浸泡时间的延长, 镁垢的相对溶出率缓慢增加。

4 结论

通过采用不同清洗药剂浸泡受污染反渗透膜, 研究各清洗药剂对钙镁垢、硅垢、有机污染物、铁污染物和硫酸盐垢的清洗效果, 以及温度对清洗效果的影响, 得出以下结论:

1) 采用0.1%N a O H清洗液清洗有机污染物时, 温度对其作用效果影响较大, 添加0.025%十二烷基磺酸钠后, 有利于加速清洗过程, 提高清洗效果, 尤其是低温条件 (20℃) 下清洗效率提高30%。

2) 温度升高、延长浸泡时间均可显著提高磷酸和柠檬酸对铁污染物的清洗效果, 温度为40℃, 浸泡4.5h以上, 0.5%磷酸的清洗效果比2%柠檬酸提高18%。

3) 浸泡温度和时间对0.1%N a O H清洗硅垢有较大影响, 添加0.025%十二烷基磺酸钠可提高清洗效果, 低温条件 (20℃) 比较显著, 浸泡6h, 温度为40℃时, 对硅垢的去除率最大。

4) 比较了0.2%盐酸、0.5%磷酸和2%柠檬酸对钙镁垢的清洗能力, 在不同温度下均是盐酸的清洗效果最佳, 对钙垢的去除效果受温度和时间影响大于镁垢, 可通过提高清洗液的温度, 延长浸泡时间来提高对钙垢的清洗效果。

摘要：在实验室条件下, 采用不同清洗药剂浸泡受污染反渗透膜, 研究各清洗药剂对钙镁垢、硅垢、有机污染物、铁污染物和硫酸盐垢的清洗效果, 以及温度对清洗效果的影响, 为反渗透膜清洗液的选择提供理论依据。

关键词：反渗透膜,污染物,清洗药剂,清洗效果

参考文献

[1]C.Y.Tang, T.H.Chong, A.G.Fane, Colloidal interactions and fouling of NF and RO membranes:a review, Adv.Colloid Interface Sci.164 (2011) 126-143.

[2]赖冰冰, 齐麟, 杨晓伟.反渗透膜清洗技术及研究进展[J].清洗世界, 2014.

[3]王磊, 王峰, 胡志强, 等.反渗透膜离线清洗影响因素[J].工业水处理, 2013.

[4]Arkhangelsky E, Wicaksana F, Chou S, et al.Effects of scaling and cleaning on the performance of forward osmosis hollow fiber membranes[J].Journal of Membrane Science, 2012, 415:101-108.

[5]刘立军, 何政伟, 高润生.某电厂反渗透膜系统的化学清洗[J].清洗世界, 2014.

[6]Garcia-Fayos B, Arnal J M, Gimenez A, et al.Optimization of chemical cleaning of a reverse osmosis membrane from a desalination plant by means of two-step static tests[J].Desalination and Water Treatment, 2014 (ahead-of-print) :1-13.

[7]苏长剑, 邹为和.反渗透膜污染分析及其清洗[J].华电技术, 2008.