電廠用水超濾處理中膜污染化學(xué)清洗技術(shù)及應(yīng)用

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(xué)清洗技術(shù)及應(yīng)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(xué)除鹽水實(shí)驗(yàn)工程為研究對象，研究并分析了超濾裝置的工藝和運(yùn)行模式，并且對超濾裝置運(yùn)行處理中膜污染產(chǎn)生的原因和膜污染類型進(jìn)行研究分析，根據(jù)研究結(jié)果提出解決膜污染的化學(xué)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(yùn)行和維護(hù)提供更堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：用水；超濾；膜污染；化學(xué)清洗技術(shù)

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(shí)對膜污染的清洗技術(shù)也有很大的需求，用水超濾處理技術(shù)在化學(xué)除鹽水的清洗方法中應(yīng)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(shù)，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(yán)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(jìn)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(xué)除鹽水系統(tǒng)的工藝流程

煤礦矸石電廠的化學(xué)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(dá)到超濾裝置，然后進(jìn)入清水箱中，再進(jìn)入清水泵，最后達(dá)到離子交換器。其中超濾裝置采用的是國外進(jìn)口的醋酸纖維中空膜，膜口直徑在0.02μm左右，同時(shí)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(xué)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(jì)和壓力表。

二、化學(xué)除鹽水系統(tǒng)的運(yùn)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(yùn)行過程中不會排放污濃水，進(jìn)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(xué)清洗的過程中將膜表面的污垢去除。其裝置在運(yùn)行過程中，每一個(gè)小時(shí)就會進(jìn)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(xué)清洗等。其清洗過程中，主要對進(jìn)出水污濁程度，反洗余氯、出水余氯和膜筒進(jìn)出口的壓差等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測。

三、化學(xué)除鹽水系統(tǒng)的清洗方法

超濾裝置大概在運(yùn)行3～4個(gè)月后，每項(xiàng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)參數(shù)都會發(fā)生很大的變化，例如進(jìn)水壓力一般在50kPa左右，而通過一段時(shí)間的運(yùn)行后就會升高到80kPa，出水流量一般為30L/h，一段時(shí)間后會將為24L/h，膜透過率一般在122L/（m2·h），一段時(shí)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(xué)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(jìn)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(jī)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(xì)菌和藻類等物質(zhì)進(jìn)行清除。此外，甲醛也是清除細(xì)菌和藻類的有效物質(zhì)，但是因?yàn)閷θ梭w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(jìn)行操作，使用過程中要謹(jǐn)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(dá)到使用的最佳效果，就要先對污染物質(zhì)進(jìn)行分析，了解污染源。因此，在進(jìn)行化學(xué)清洗之前，要先對超濾裝置進(jìn)出水和反洗水進(jìn)行檢測分析。超濾裝置在運(yùn)用一段時(shí)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(jìn)行檢測時(shí)，將綠色物體放在坩堝內(nèi)進(jìn)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(jī)物。而超濾裝置的膜筒中最常見的附著物就是有機(jī)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(qiáng)，不利于使用氫氧化鈉進(jìn)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(jìn)行堿洗，再搭配檸檬酸，可以偶爾使用次氯酸鈉進(jìn)行清洗。

（三）清洗方法

在清洗方法中需要注意的是：在進(jìn)行化學(xué)清洗之前，要把整個(gè)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(yùn)行，關(guān)閉進(jìn)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(gè)清洗過程中要密切關(guān)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(xué)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(jìn)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(jìn)行清洗，次氯酸鈉溶液可以單一使用清洗，也可以在進(jìn)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(jìn)行分析。

（四）參數(shù)控制

壓力的控制，就是要在化學(xué)清洗過程中，將泵口壓力控制在50kPa～80kPa，就是要跟膜筒正常運(yùn)行中的進(jìn)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(jìn)行檢測，如果pH值指數(shù)明顯降低，水命堿在對有機(jī)物進(jìn)行溶解，就要加入堿使pH值恢復(fù)到10～11。與此同時(shí)，還要對清洗容器中的清洗液進(jìn)行觀察，顏色發(fā)黃、變深并且產(chǎn)生大量氣泡的時(shí)候，才能證明清洗效果達(dá)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(yīng)該添加檸檬酸使pH值保持在3～4。同時(shí)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(jìn)行檢測，將數(shù)據(jù)恢復(fù)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(dú)使用酸洗或者堿洗都不能達(dá)到最佳的狀態(tài)。水污染嚴(yán)重的水資源，含有較高的有機(jī)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(shí)刻做好水質(zhì)監(jiān)督，降低水中有機(jī)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(yīng)度，因此在清洗中必須要根據(jù)生產(chǎn)廠家的意見進(jìn)行選擇。

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中圖分類號：TU991

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