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生的原因和膜污染類型進行研究分析，根據研究結果提出解決膜污染的化學清洗方案和清洗控制的參數，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。

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，從而保證用水質量，提高使用壽命，降低成本。

一、化學除鹽水系統的工藝流程

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據進行分析檢測。

三、化學除鹽水系統的清洗方法

超濾裝置大概在運行3～4個月后，每項運行的數據參數都會發生很大的變化，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進行清除。此外，甲醛也是清除細菌和藻類的有效物質，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，也要有專業人士進行操作，使用過程中要謹慎小心。

（二）水質分析

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綠色粘滑的物體，通過對兩種物體的檢測可發現，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進行燃燒會溢出蛋白質的味道，又將綠色物體放在10%左右的鹽酸溶液中，發現不易被溶解，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值調節到10～11，開啟化學清洗泵，將出口壓力調整在0.05MPa～0.06MPa，讓清洗液在超濾膜筒中可以循環清洗。

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，采用的是動態循環和靜態浸泡相結合的方式。

次氯酸鈉溶液清洗方法，就是將10%的次氯酸鈉稀釋后調配呈余氯在50mg/L～55mg/L的次氯酸鈉溶液，同樣是采用動態循環和靜態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，選擇方式要根據超濾裝置被污染的程度進行分析。

（四）參數控制

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，顏色發黃、變深并且產生大量氣泡的時候，才能證明清洗效果達到最佳狀態。

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，清洗液顏色變為紅褐色，說明超濾裝置被鐵污染。

對清洗效果的檢測，就是要在清洗結束后，對超濾裝置的壓力差、出水流量等數據進行檢測，將數據恢復到正常范圍，這樣可以提高用水的質量。

結語

通過對煤礦矸石電廠超濾裝置的探究可以發現，超濾裝置中的污染物可以用堿洗和酸洗結合，并且定期使用次氯酸鈉清洗的方法，能夠將超濾裝置中的污染物清洗到最佳狀態，單獨使用酸洗或者堿洗都不能達到最佳的狀態。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，因此不能作為水源，因此要時刻做好水質監督，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生產廠家的意見進行選擇。

參考文獻

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