電鍍廢水中水回用RO膜清洗及保護(hù)方法探究

滕志強(qiáng)++劉莉++趙冬梅

[摘 ?要]反滲透技術(shù)是電鍍工業(yè)廢水處理和回用的關(guān)鍵技術(shù)，所采用的核心部件是RO膜，RO膜的品質(zhì)決定了處理效率和水質(zhì)。RO膜在使用過(guò)程中受到溶解性物質(zhì)（如氯化物）、難溶鹽（如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽）金屬氧化物和重金屬的污染，導(dǎo)致處理能力和水質(zhì)下降，本文給出了電鍍廢水處理所使用的RO膜的清洗和停運(yùn)保護(hù)方法。

[關(guān)鍵詞]RO膜 ?清洗 ?保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X781.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0389-01

0 引言

電鍍廢水處理及回用通常采用RO膜反滲透技術(shù)。在反滲透過(guò)程中，溶劑（水）的透過(guò)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶解在水中的溶質(zhì)（鹽分）的透過(guò)速率，通過(guò)半透膜實(shí)現(xiàn)了溶劑和溶質(zhì)的分離，得到純水以及濃縮的鹽溶液[1]。

反滲透膜過(guò)濾是橫流過(guò)濾方式，即將原水中的部分水沿與膜垂直的方向透過(guò)膜，此時(shí)鹽類(lèi)及各種污染物被膜表面截留下來(lái)，并被沿與膜面平行方向流動(dòng)的剩余的另一部分原水?dāng)y帶出反滲透裝置，因此過(guò)濾與清洗同步進(jìn)行。但這種同步清洗方式并不能完全將膜表面污染物除掉，隨著時(shí)間的推移，膜表面殘留的污染物逐漸增多，膜污染逐漸加重，伴隨污染的發(fā)生，膜透水速度下降，水流阻力增加，脫鹽效果變差。所以，反滲透裝置在運(yùn)行過(guò)程不可避免地會(huì)受到污染。污染物沉積在膜上，堵塞進(jìn)水流道、增加摩擦阻力（壓力降），并導(dǎo)致產(chǎn)品水質(zhì)下降。為了減輕反滲透膜在使用過(guò)程中可能發(fā)生的污染、濃差極化、結(jié)垢、微生物侵蝕、水解、氧化、壓力及高溫變質(zhì)等，為了使反滲透膜長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，總結(jié)出了RO膜清洗和停運(yùn)保護(hù)方法。

1 膜污染的原因

車(chē)間電鍍廢水主要有害成分是：CN-、Cr6+、F-、酸堿、重金屬離子等，針對(duì)有害成分采用添加化學(xué)藥劑的化學(xué)方法進(jìn)行處理，造成膜污染的原因主要有以下幾種：

碳酸鈣結(jié)垢污染;

硫酸鈣等沉淀的污染;

金屬氧化物、金屬氫氧化物等沉淀的污染;

無(wú)機(jī)膠體的污染。

2 膜的清洗

RO膜清洗分為在線(xiàn)化學(xué)清洗和離線(xiàn)化學(xué)清洗兩種。離線(xiàn)清洗是將RO膜從機(jī)架上拆下，逐個(gè)進(jìn)行藥劑浸泡清洗，清洗藥劑對(duì)膜的損傷程度很大。本項(xiàng)目采用在線(xiàn)清洗。

2.1 在線(xiàn)化學(xué)清洗概述

（1）化學(xué)清洗的目的：化學(xué)清洗的主要目的是保證反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質(zhì)，且為了延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命[2]。

（2）化學(xué)清洗的條件：發(fā)生以下情況時(shí)，沖洗已經(jīng)不能使反滲透膜的性能恢復(fù)，這時(shí)就需要進(jìn)行化學(xué)清洗：

①標(biāo)準(zhǔn)化條件下的產(chǎn)水量下降10 ～15 %;

②進(jìn)水和濃水之間的系統(tǒng)壓差升高到初始值的1.5倍;

（3）化學(xué)清洗的頻率：根據(jù)處理水質(zhì)以及實(shí)際運(yùn)行情況確定化學(xué)清洗的頻率一般是3-6 個(gè)月。即使在沒(méi)有發(fā)生異常時(shí)，為了能夠更好的保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，一般可以考慮每6 個(gè)月進(jìn)行1 次化學(xué)清洗。

2.2 在線(xiàn)清洗藥劑的選擇

（1）清洗藥劑的選擇

根據(jù)電鍍廢水RO 膜可能存在的污染因子，選用以下化學(xué)藥劑。（見(jiàn)表1）

（2）清洗藥劑與pH 值的關(guān)系

藥品清洗時(shí)pH 值的范圍受到清洗液水溫的限制。本項(xiàng)目中中水回用部分選用的抗污染的PROC10 型膜元件，純水工藝選用的是CPA 型膜元件。下表給出了在不同溫度下清洗兩種膜元件時(shí)的pH 值的限定范圍。超出這一范圍膜元件可能會(huì)造成不可恢復(fù)的損壞。（見(jiàn)表2）

（3）清洗藥劑的用量

反滲透膜元件清洗時(shí)所需清洗液的體積的計(jì)算法如下表。本項(xiàng)目中選用的PROC10 型膜元件和CPA 型膜元件均為8 英寸。（見(jiàn)表3）

注意：在清洗過(guò)程中，污染物會(huì)消耗清洗藥品，pH 值會(huì)因此發(fā)生變化，藥品的清洗能力會(huì)降低。因此要隨時(shí)監(jiān)測(cè)pH 值的變化，及時(shí)調(diào)節(jié)pH 值。一般測(cè)定pH 值偏離于設(shè)定pH 值0.5 以上時(shí)，需要添加藥品。

2.3 在線(xiàn)化學(xué)清洗設(shè)備

在線(xiàn)清洗是膜元件保留在壓力容器中進(jìn)行，清洗設(shè)備一般包含清洗水槽，過(guò)濾器、循環(huán)泵、壓力表、溫度計(jì)、壓力表、閥門(mén)、取樣點(diǎn)以及管線(xiàn)。清洗水槽的容積要保證滿(mǎn)足連接軟管、管路和反滲透壓力容器內(nèi)置換用水水量的要求。

2.4 在線(xiàn)化學(xué)清洗操作步驟

本項(xiàng)目中RO 膜的化學(xué)清洗步驟如下所示。具體的事項(xiàng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工作條件確定。

①?zèng)_洗膜元件，用反滲透產(chǎn)水或離子交換水進(jìn)行五分鐘沖洗。

②配置藥品，保證藥品完全溶解。

③循環(huán)。用低流量置換膜元件中的水，排放一部分清洗液后，進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)流量以下表的范圍為準(zhǔn)。（見(jiàn)表4）

污染嚴(yán)重時(shí)，如果選擇大流量循環(huán)，則有可能會(huì)產(chǎn)生壓差過(guò)高的問(wèn)題，從而損壞膜元件（單支膜元件最大壓降0.07MPa）。此時(shí)，采用以下方法進(jìn)行操作比較可靠：循環(huán)運(yùn)行開(kāi)始5 分鐘，按設(shè)定流量1/3 的量進(jìn)行循環(huán);循環(huán)5–10 分鐘間，按設(shè)定流量2/3 的循環(huán)流量循環(huán);10 分鐘后按流量要求循環(huán)。循環(huán)的時(shí)間要根據(jù)具體情況決定。一般以1 小時(shí)為準(zhǔn)。這期間要隨時(shí)檢測(cè)pH 值是否變化。壓力應(yīng)該盡量保持較低的水平，盡可能的沒(méi)有產(chǎn)水出現(xiàn)。同時(shí)監(jiān)測(cè)壓差是否有變化。

④浸泡及再循環(huán)。緩慢關(guān)閉反滲透膜元件入口的閥門(mén)，循環(huán)量接近零時(shí)，關(guān)閉循環(huán)泵。為了防止液體流出壓力容器，浸泡時(shí)可以關(guān)閉相關(guān)的閥門(mén)。浸泡的時(shí)間根據(jù)污染的程度決定。一般1-12 小時(shí)范圍。浸泡后打開(kāi)相關(guān)閥門(mén)再進(jìn)行循環(huán)。

⑤沖洗。用反滲透產(chǎn)水或離子交換水沖洗膜元件和清洗裝置中的藥液。這

時(shí)系統(tǒng)從循環(huán)狀態(tài)替換到排放狀態(tài)。用供給水沖洗膜系統(tǒng)。沖洗的時(shí)間大約為20–60 分鐘。可以通過(guò)測(cè)定排水的pH 值和電導(dǎo)率來(lái)判斷沖洗是否徹底，pH 值和電導(dǎo)率的數(shù)值和進(jìn)水的數(shù)值相近，并不再發(fā)生變化時(shí)就可以停止沖洗。

⑥試運(yùn)行。正常啟動(dòng)系統(tǒng)，初期產(chǎn)水要排放掉，直至產(chǎn)水的水質(zhì)達(dá)到要求為止。為了得到穩(wěn)定的反滲透產(chǎn)水水質(zhì)，恢復(fù)的時(shí)間要幾小時(shí)到幾天時(shí)間。尤其采用堿性溶液清洗（高pH 值）后，水質(zhì)恢復(fù)需要較長(zhǎng)的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]許振良.超濾-反滲透膜技術(shù)處理印染與化纖廢水及其中水回用[J].膜分離技術(shù)在冶金工業(yè)中應(yīng)用研討會(huì)論文集，2009.10