超滤化学清洗的探讨

摘要：超滤化学清洗是一个极其复杂的物理化学过程，各单位因水源不同，水质的差异，而没有严格的操作方法，只有根据水质情况，选择适当的清洗试剂，并且控制好清洗过程中的各项影响因素，才能最大程度地恢复超滤膜的效率。

关键词：超滤 化学清洗 碱洗 碱/氯清洗 酸洗

中图分类号：TG155文献标识码： A

Abstract: Ultrafiltration chemical cleaning is an extremely complex physical and chemical process. Due to water source and quality differences, there is no strict operation method, so the only way to maximize the efficiency of recovering ultrafiltration membrane is to select the appropriate cleaning agents on the basis of the water quality and control all the factors during cleaning process.

1、超滤设备长期运行产生的影响

我公司除盐水处理系统超滤设备共计两套，采用地下水作为水原，于2006年5月份投入运行，使用超滤材质为改性聚砜，每套32支膜，过滤周期为30 min，然后进行冲洗；其运行方式为：上进水下产水-反洗-正洗-下进水上产水-反洗-正洗。

我公司超滤设备自投产至2011年，没有进行过任何化学清洗工作。随着运行时间的延长，其进水压力和产水压力逐渐增加，产水流量缓慢下降，与起始相比，能耗和水耗明显升高。

现场检查两台超滤的监视管有大量的泥垢存在，初步判断为微生物沉积在管道表面，沉积的微生物在繁殖的同时吸附水中的离子使得超滤膜表面堆积胶体和部分金属粒子，从而影响超滤的运行工况。通过日常的运行反洗与正洗可将大部分被截留的杂质冲洗掉，但总会有少量杂质得到沉积，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量下降，超滤的运行效率降低。

同时因地下水含铁离子较多，2012年检查超滤管道内呈锈红色，均匀的附着于管道表面，这部分金属物质的存在影响超滤膜的运行寿命。

2、2A超滤初步化学清洗

为解决超滤设备存在的问题，决定对超滤进行化学清洗。目前行业内超滤清洗因水源不同，水质的差异，而没有严格的操作方法，其清洗的种类分为酸洗、碱洗和氧化剂清洗。因我公司没有现成的经验可供参考，同时超滤设备安装较为繁琐，不易拆装，因此无法对微生物的特性进行初步分析，不能确定有效的杀菌剂种类和浓度，因此此次的2A超滤化学清洗不易确定完全正确、合适的方案。经仔细研究，结合化学专业现有的药剂，初步确定以清垢、氧化杀菌为主，酸洗为辅的化学清洗方案。2A超滤化学清洗方法为：冲洗氧化性杀菌酸洗反冲洗正冲洗。

2011年10月18日2A超滤开始化学清洗。第一步冲洗，采用低压大流量的进水冲洗膜元件，冲洗掉附着在膜表面的污染物或沉积物，冲洗采用上冲洗与下冲洗间隔20分钟依次进行。取清洗水检查水样较为混浊。在冲洗２小时后，停运设备，将清洗水全部放掉。

随后进行氧化杀菌，氧化性杀菌剂使用固体次氯酸钠，清洗液浓度控制在400-500ppm之间，药剂体积在4.5m3，2A超滤进行杀菌清洗分上部清洗与下部清洗间隔20分钟依次进行。在清洗４小时后，检查超滤监视管上仍然有沉积物存在，于是清洗中断，将2A超滤内注满清洗液，静止8小时后观察沉积物颜色没有任何变化，由此判断这些残存的沉积物非菌类，可能为金属阳离子的络合物，不能由杀菌剂除去，于是进入下一步酸洗。

酸洗液采用盐酸，pH值控制在2左右，主要清洗沉积在超滤系统中的无机沉淀物和金属离子的络合物。经重新配药后，系统进行循环酸液清洗，酸洗过程中进行清洗液的pH值的监测，及时调整清洗液浓度，使其pH值维持在2－2.5之间。清洗４小时后检查超滤监视管上沉积物几乎不存在，于是确认超滤膜基本清洗完毕，停止酸液清洗将酸洗液排掉，进入反冲洗与正冲洗阶段。

为使超滤清洗液残存浓度降低，减少正常运行对反渗透膜的影响，以及充分将清洗下的污物清洗干净，超滤进行反冲洗与正冲洗，超滤进行大流量的反冲洗与正冲洗，当化验冲洗水中氯离子含量在0.05mg/L时停止冲洗，而转入运行状态。至此2A超滤化学清洗结束。

3、化学清洗后的效果和总结

这次2A超滤化学清洗后，大大降低了2A超滤的能耗和水耗，提高了运行效率。但这次清洗消耗药品量大，为达到清洗目的使用的氧化剂偏多，清洗液浓度控制在400-500ppm之间也较偏高，同时清洗的时间过长，氧化性杀菌4小时，浸泡8小时，酸洗4小时，这样容易对超滤膜产生负面影响。为此需重新研究新的化学清洗方案，以期达到降低超滤设备的能耗和水耗，提高了运行效率，同时又减少药品消耗，减小对超滤膜负面影响的目的。

4、2B超滤改进的化学清洗

借鉴2A超滤清洗的经验和对超滤管道的检查分析，根据实际情况详细地制定了2B超滤化学清洗方案，增加碱洗的方式，2B超滤化学清洗方法为：清水冲洗碱洗碱/氯清洗清水冲洗酸洗清水冲洗反冲洗正冲洗。

2012年7月28日2B超滤开始进行化学清洗，以下为具体的操作方式：

1）清水冲洗，采用低压大流量的进水冲洗膜元件，冲洗掉附着在膜表面的污染物或沉积物，采用正冲洗和反冲洗交替进行的方式。冲洗过程中，取清洗水检查其洁净程度，至较清洁为止，在连续冲洗２小时后，停运设备，将清洗水全部放掉。

2）碱洗。利用碱洗可有效去除附着于超滤膜内的杂质及粘泥微生物。碱液采用固体氢氧化钠，溶液pH值调至12左右，采用正清洗和反清洗交替进行的方法对2B超滤进行碱洗，其间取水样化验pH值变化，当pH值降低时及时补加氢氧化钠。连续进行碱洗约2小时后，停运设备，将清洗液全部放掉。

3）碱/氯清洗，主要使用氧化剂对系统内的微生物进行杀菌处理，药剂浓度为200ppm氧化剂（次氯酸钠）和0.5%氢氧化钠。采用正清洗和反清洗交替进行的方法对2B超滤进行清洗。在清洗2小时后，停运设备，将清洗溶液全部放掉。

4）清水冲洗，采用清水对超滤进行连续冲洗２小时，保证将碱液排尽，将清洗水全部放掉。

5）酸洗，酸洗液采用柠檬酸，pH值控制在2左右，主要清洗沉积在超滤系统中的无机沉淀物和金属离子的络合物。经重新配药后，系统进行循环酸液清洗，酸洗过程中进行清洗液的pH值的监测，及时调整清洗液浓度，使其pH值维持在2－3之间。清洗2小时后，停止酸洗，将酸洗液排掉。

6）清水冲洗，采用清水对超滤进行连续冲洗２小时，保证将清洗液排尽，将清洗水全部放掉。

7）2B超滤进行大流量反冲洗与正冲洗，降低超滤清洗液残存浓度，减少正常运行对反渗透膜的影响，以及充分将清洗下的污物清洗干净。8月2日2B超滤冲洗完毕，转入运行状态。至此2B超滤化学清洗结束。

5、超滤清洗产生的效果

2B超滤设备经化学药剂清洗后，上下进水压力、上下产水压力有了明显的降低，下降了0.1-0.2MPa，产水量有了显著的提升，提高了近20%。可见此次的清洗效果明显，使得超滤的运行工况有了明显的改善，同时清洗后的超滤监视管透明，几乎没有沉积物附着，基本达到了初期的目的。

因超滤设备进出水压力降低，产水量增加，降低了运行时间，提高了运行效率，减少了反洗水量的损失，节约了一定的费用。从长期看，因超滤设备运行时间的缩短，减少了设备磨损，利于设备的安全稳定经济运行。

作者：

1、王群奎，华电章丘发电有限公司运行分场，手机：13645410220，电子邮件：。

2、梁涛，华电章丘发电有限公司运行分场，手机：13553180977，电子邮件：。