冷轧无机陶瓷超滤膜清洗方式选择

【摘 要】针对冷轧过程废水实际条件，探讨适用于冷轧废水处理过程的陶瓷超滤膜清洗的工作条件和清洗剂的选择组合方式，并提出了今后陶瓷超滤膜在在清洗及运行工作方面的建议。

【关键词】陶瓷超滤膜；清洗方法；选择；建议

1　前言

冷轧生产过程中为了消除冷轧时产生的变形热，增加轧制，需要使用轧制油配制成乳化液以作为、冷却剂使用。轧制油主要由2～10种矿物油或植物油、乳化剂和水组成，成分复杂。其对应的乳化液的特点是有机物浓度高、含油高、污染强度大。目前国内常用的处理乳化液废水的方法是化学破乳和无机陶瓷超滤膜技术。但是破乳法的效果不稳定，出水含油量高且二次污染严重。而陶瓷膜以其较高的过滤效率、不需添加任何药剂、对环境不产生二次污染、能保证出水水质要求、清洗操作方便等诸多优点引起了广泛注意。莱钢冷轧薄板于2005年建设投入了一整套以陶瓷超滤膜为核心的冷轧含油废水处理系统和工艺。

2　清洗方式的探讨

当前的运行方式在运行初期总体良好，但在今年年初出现了较为严重的运行障碍，主要表现为清洗后通量不能达到设计通量，清洗过程中出现清液滤出量波动等情况。为此，对陶瓷膜清洗方式及条件进行重新选择。

2.1清洗条件选择

2.1.1清洗温度

为验证不同温度下的清洗效果，在冷轧一期工程水处理1#陶瓷膜组件进行温度试验，试验未改变除温度以外的其他条件。同时考虑道陶瓷膜设备及相关管线的耐温能力，设定三个温度区间进行试验，结果图1所示：

图1　清洗温度与洗后通量关系图

从图中可以看到相同条件下，清洗液设定温度55℃更有利于通量恢复。

2.1.2压力、流速

超滤运行过程中，压力和流速对膜通量的影响是相互关联的。浓差极化不明显时，流速一定的条件下，通量随着压力的增大而增大；当浓差极化产生后，压力增大到一定程度会导致凝胶层的形成，此时通量主要随凝胶层阻力的变化而变化。故而清洗过程继续采用常规0.4mpa的清洗压力。

2.1.3清洗用水

通过对生活水和除盐水的水质分析，清洗过程所使用生活水水质较差，可能会带来新的污染，因而清洗过程用水重新选择为除盐水。

2.2　清洗剂的选择、组合

膜污染物的主要成分为油类、脂类、结垢层等。根据污染物的成分可以选用表面活性剂、酸洗和碱洗三种方式。配制酸洗液的pH值约为3（浓度为0.001　mol/L），碱洗液的pH值约为11（浓度为0.001mol/L）。根据表面活性剂的不同清洗特性及污染物的类型选用阴离子表面活性剂。表面活性剂的浓度太低，清洗效果不佳；浓度太高，既增加运行成本也影响超滤效果。实验证明要保证清洗效果，阴离子表面活性剂的浓度范围为2%～2.5%。清洗液温度为48～50　℃，超滤膜的进出口压力分别调节为4.0×105　Pa、

2.2.1　可提供的清洗选择方式及组合

油脂类污染物质

乳化液中无机杂质主要是来自轧线乳化液铁粉，而铁粉与乳化液中的油脂类包揉成团，形成以铁粉为核心、外包油脂的存在方式，因而为保证酸洗的效果，必须首先进行碱洗去除外在油脂，因而在酸洗与碱洗中应选择先碱洗后酸洗的方式。基于此，可供选择的清洗方式有四种，分别为：DCBA、CDBA、BACD、BADC。

2.2.2最优清洗方式选择

采用表面活性剂、氧化剂、碱洗、酸洗清洗次序，超滤膜清洗效果最佳。因为每种清洗方式去除的污物成分不同，在膜面也分布着不同的污染物类型。因此，清洗无机陶瓷超滤膜时必须先采用表面活性剂去除表面油脂类污染物；再使用氧化剂对基层细菌滋生严重的部分进行杀菌处理，降低其污染物附着力；用碱洗去除细菌滋生部分易产生的多糖、蛋白质等污染物；最后使用酸洗去除膜表面的残存的机械杂质和无机污染物，从而达到理想的清洗效果。

3　结论及建议

（1）陶瓷超滤膜清洗过程中，以表面活性剂清洗、氧化剂清洗剂、碱溶液清洗、酸溶液清洗的方式可以较好的恢复其通透量。

（2）通过对酸洗废液分析，其Fe2+含量达平均达到22.7g/L，超滤母液需要在预处理过程中增加除铁装置，减轻膜内污染。

（3）陶瓷膜运行2-3个周期后，要进行一次彻底的杀菌处理，防止细菌滋生加剧膜内污染。

（4）增加物理洗涤技术。在微滤膜的运行过程中，引入气体注射技术，在陶瓷超滤膜运行及清洗过程中，每运行30分钟通过隔膜泵注射氮气30秒，使均一的油水乳化液液相转变为不均一的气液两相流，提高介质湍流程度，可有效提高膜运行时间和清洗效果。

参考文献：

[1]董凯，郭弘.无机陶瓷超滤膜清洗方式选择.山东冶金，2007（5）.