反渗透系统在线化学清洗的探讨

【摘要】通过对邯钢东区第二软水站的反渗透系统在线化学清洗配方及清洗方案进行优化、改进，进行化学清洗试验，摸索出一套适合目前邯钢双膜法岗位的反渗透系统清洗技术。

【关键词】反渗透；在线化学清洗；清洗方案

0.前言

我国是个淡水资源短缺的国家，人均淡水资源只有2200m3，而与此不协调的是，我国工业经济的快速发展带来的环境污染及水资源的大量消耗，水资源的循环利用率低，污水处理率不高，污水资源化程度低等现象，为中国可持续发展战略带来了严重影响。

河北钢铁集团邯钢公司（简称邯钢）充分意识到污水资源化的重要性，于2004年就率先引进先进的“UF+RO”的双膜法工艺技术，以冶金工业废水为水源，中水回用。并先后在邯钢建设了多个双膜法岗位，淘汰落后的双级钠离子交换工艺技术，提高水资源的循环利用率。

1.概述

邯钢东区共有5个双膜法岗位，共40余套反渗透系统，5000余支反渗透膜元件。双膜法岗位采用的水源为冶金工业废水回用的中水，有效的降低了邯钢的吨钢耗新水。由于工艺要求，反渗透系统每运行一段时间后，需进行化学清洗，使之恢复其性能。反渗透系统化学清洗采用普通的盐酸、液碱化学清洗，清洗效果差；采用目前厂家销售的专业清洗剂清洗，费用高。针对此现象，邯钢以国内外清洗技术作为指导，学习国内同行的清洗经验，结合自己的实际运行情况，在邯钢第二软水站现场试验，寻求有效的清洗配方，优化清洗程序及清洗方案，形成一套完整的膜清洗技术，取得了良好的效果。

2.现状分析

邯钢第二软水站于2010年6月正式投产，共有6套一级反渗透。每套反渗透产水量为108t/h，采用的是美国Film TEC公司的生产的BW30系列抗污染膜元件，水源是邯钢第二污水处理厂处理后的中水。其水处理工艺为：

图1浸没式超滤+反渗透组合

同时我们对二软水的进水中水水质进行分析，其水质指标见表1

表1水质指标统计表

二软水自投产以来，由于处于满负荷运行外送，水源为中水，水质复杂，反渗透投入运行后，受到水质杂物的污染，每运行一段时间后，系统出力降低，段间压差升高，脱盐率降低，根据膜生产厂家的规定，需对系统进行化学清洗，恢复其运行性能。

3.清洗药剂及方案的制定

二软水工艺设计中清洗系统包括化学清洗泵、清洗水箱、5μm保安过滤器及相关管道、阀门、控制仪表等。膜生产厂家提供的清洗配方一般为碱洗和酸洗交替清洗，酸洗中投加非氧化杀菌剂，碱洗时投加专业清洗剂，清洗费用高。而只使用普通的盐酸、液碱进行酸洗、碱洗，清洗效果差，且清洗后运行周期短。因此，我们针对自己的工艺特点，水质情况，参考国内外清洗剂配方，在二软水进行化学清洗试验。根据清洗结果选择有效的清洗配方，尽量在保证清洗效果的前提下，降低清洗药剂费用。通过试验，最终将碱洗中投加的专业清洗剂由原使用厂家提供的专业清洗剂更换为配置的1%的二钠EDTA清洗剂，并根据季节及设备运行情况，在夏季温度高时，还可适当增加1%的三聚磷酸钠。

通过对清洗方案进行优化，多次试验，最终的清洗方式为碱洗+酸洗+碱洗，碱洗的清洗剂为液碱，酸洗的清洗剂为盐酸和非氧化性杀菌剂，这是普通酸碱化学清洗（清洗方式1）。在普通酸碱化学清洗的第二次碱洗中增加专业清洗剂EDTA，这是专业清洗剂化学清洗（清洗方式2），清洗方案根据温度及实际运行情况，分别采取普通酸碱清洗（清洗方式1）或专业清洗剂清洗（清洗方式2），两种清洗方式交叉进行，即单套系统第一个清洗周期采用清洗方式1（或2），第二个清洗周期采用清洗方式2（或1），或采用清洗方式1（或2）两次后，采取清洗方式2（或1）一次，等等。

4.清洗步骤

在清洗中，通过控制系统的清洗管路阀门，将一段膜元件、二段膜元件进行分段清洗，

并配合混合清洗，控制好压力及清洗流量。由于二软水使用的水源为中水，中水夏季温度可达到最高36℃，因此，夏季清洗时，清洗液不需要加热。而在冬季，中水温度最低可达到20℃，因此在冬季清洗时，需将清洗液温度加温，并注意控制清洗液温度在35℃左右。

采用动态清洗和静态清洗两种清洗方式，动态清洗是将药液一直用清洗泵加压流动循环清洗，静态清洗即清洗一段时间后，将清洗泵停运，将药液浸泡膜元件。通过试验，延长每套系统的清洗时间，白天采用动静交替清洗，根据清洗液PH值，增加清洗药剂；当第二次碱洗时，动态清洗一段时间后，采用静态清洗，用清洗液浸泡系统9～13h，后进行药液循环清洗后，进行排放，清水冲洗。

在对药液进行排放后，清水冲洗时，要注意将整个系统彻底冲洗干净，直至系统中不再残留有清洗液，再更换使用另一种清洗剂。每套设备清洗需时间2d左右。

5.结束语

在第二软水站进行化学清洗方案优化，反渗透系统清洗后，性能恢复明显，产水量基本恢复初始值，系统段间压差降低，清洗周期正常。通过采用动静交替清洗效果明显，可将每套系统的在线化学清洗时间减少0.5d。同时将EDTA清洗剂替换了原使用的厂家专业清洗剂，降低了投加药剂的价格，年可节省药剂费用40余万元。

邯钢反渗透系统的使用有效的保障了发电、高炉、锅炉气机等系统的安全经济运行，并降低邯钢的吨钢耗新水，为邯钢环保工作做出了重大的贡献。在今后的邯钢的发展中，双膜法技术在邯钢将得到更加广泛的应用。由于邯钢目前所有的双膜法岗位的水（下转第331页）（上接第254页）源均为中水，其清洗经验为邯钢提供了经验及技术支持，为邯钢的双膜法岗位技术优化提供了方向。[科]

【参考文献】

［1］任建新.膜分离技术及其应用.北京：化学工业出版社，2002.

［2］周正立.反渗透水处理应用技术及膜水处理剂.化学工业出版社，2005.

［3］［英］.西蒙·贾德，[英].布鲁斯·杰斐逊.膜技术与工业废水回用.化学工业出版社，2006.

［4］陶氏化学FILMTEC产品与技术手册，2011.