钢铁企业废水回用反渗透膜有机物污染原因分析与清洗研究
时间：2021-01-28 16:06:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]就钢铁企业回用中水作为深度水处理原水所遇到的反渗透膜严重污堵展开分析与研究，首先分析原因，而后制定清洗方案并在实践中不断优化，最后就整个过程总结经验。
[关键词]钢铁废水；膜污染；化学清洗；
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0111-02
随着改进后高水通量、高除盐率、抗污染复合聚酰胺膜的制造技术的发展，反渗透技术已经广泛的应用于不同的工业领域。现在已经从最初的海水淡化、苦咸水脫盐以及纯水制备向工业废水处理、回用的等更大的环保领域不断的发展。钢铁废水是工业废水的排放大户，具有排水大、浊度高、污染物成分复杂、水质变化大等特点，开发经济有效的钢铁废水处理及综合回用技术成为当今关注的技术热点问题。
1 昆钢深度处理工艺简介
武钢集团昆钢股份安宁公司新区分公司投产于2012年7月，设计年产量为185万吨钢，采用膜集成技术以工业废水作为原水进行深度处理，产生脱盐水供炼钢、炼铁、发电等用户使用，其主要工艺为生产废水经过混凝、絮凝、沉淀、过滤后作为膜处理的原水，主要经过的水处理构筑物为高密度沉淀池→V型滤池→浅层砂过滤器→超滤装置→一级反渗透→二级反渗透→CEDI装置，反渗透膜材质为聚酰胺复合材料，型号为海德能PROC20。
2 深度水处理系统存在的问题
昆钢新区脱盐水装置核心工艺为超滤+反渗透的膜系统，在膜过滤的过程中，由于水中存在的胶体、有机物、微生物、无机物与膜存在机械的或是物理化学的相互作用，导致污染物在膜表面或是膜孔内吸附、沉积，造成膜通量的下降，使膜形成污堵，膜系统污堵一旦形成将从产水率和脱盐率两个方面严重影响装置的生产运行，2015年1月份新区污水处理站深度水处理出现的膜系统污堵问题，其经过如下：
（1）2012年7月深度水处理反渗透膜进水以来，4套一级反渗透装置各项主要指标一直维持在正常水平，进口压力为0.55-0.65Mpa，一段段间压差为0.15-0.25Mpa，二段段间压差为0.12-0.22Mpa，产水率为80-85%，每3天进行一次维护性的非氧化性杀菌灭藻剂冲洗，每三月进行一次酸性化学清洗，反渗透进水的SDI维持在1-2之间。
（2）2015年1月一级反渗透1#-4#装置均出现了进口压力、一段段间压差在一月的时间内相较于正常值快速上升了30%的情况，脱盐率有轻微的下降。
（3）2015年2月鉴于污堵表现较严重，将维护性冲洗的频率加强到每日1次，并安排对4台装置进行了化学清洗（2.0%柠檬酸和将PH值调于2.5的HCL），清洗后各项指标无明显下降，同时检测到超滤出水SDI已经上升到3.5-4.5。
（4）2015年3月2日反渗透各项的运行指标快速上升到超过正常值50%左右，不得不通过降低产水率到60%—65%，达到降低运行压力的目的，但是产水率的大幅降低严重影响到了生产安全。
（5）2015年3月3日技术人员针对异常情况展开细致的分析。
3 分析及解决反渗透膜污堵问题
首先针对反渗透膜进水SDI超标（SDI≥3）的问题，对超滤膜本身的膜损伤的情况进行检测。其次查找反渗透的污堵原因，通过检测和分析研究，确定造成反渗透膜污堵得的原因，并且根据分析确定的主要污染物，制定切实可行的清洗方案，并在实践中不断优化清洗方案。
3.1 对超滤装置进行压力衰减试验
做试验前，超滤设备设备在停机的状态，关闭超滤进水、出水的电动阀、手动阀，试验步骤为：
（1）打开产水侧、排水侧的排放阀排水，直至水排尽为止。
（2）在进水侧排放阀开启的状态下，打开进水侧的压缩空气进气阀，调节减压阀出口压力为0.09-0.1MPa。
（3）通过进水压力表可以观察到压力会缓慢的上升，进气10-30分钟，进水侧的压力表上升至0.09-0.1MPa，压力上升过程中为防止憋压，产水侧的排放阀应始终处于开启状态。
（4）当进水端压力缓慢的升高到0.1Mpa，保持此压力2-5min，关闭进气的阀门，检查压力的下降情况，超过1min的时间内，最大压力下降不能超过0.005MPa。
经过检测4台超滤的装置超滤压力的下降值为1#0.008、2#0.010、3#0.009、4#0.012，压力下降值均超过标准值0.005MPa。说明可能存在连接件断裂、O型圈漏水或者断丝情况，之后联系膜厂家的技术人员对每套膜堆的每支膜进行拆检，发现有部分膜O型圈有老化变形、膜丝断裂等情况，由此分析得知反渗透污堵的主要原因是超滤装置出水不合格所造成的，之后厂家的维修人员到达设备现场对膜丝进行了修复，对全部的O型圈密封进行了更换。
3.2 对一级反渗透装置进行清洗
然后进行的反渗透膜的恢复性清洗工作，首先联系了厂家的技术人员对膜堆内一段的反渗透拆出密封后单支反渗透膜返厂进行专业检测，经检测发现75%膜污染物为有机物，而后根据技术手册制定相应的针对有机物的清洗方案，
1号清洗溶液：2.0%三聚磷酸钠和0.25%十二烷基苯磺酸钠混合的PH为10的溶液。该清洗液用于去除有机物的污染，三聚磷酸钠具有无机螯合和洗涤剂的功用，十二烷基苯磺酸钠为阴离子洗涤剂。
2号清洗溶液：0.1%氢氧化钠和0.03%的十二烷基磺酸钠高PH混合液（P值为11.5），用于去除天然有机污染物、无机/有机胶体混合污染物和微生物（菌素、藻类、霉菌、真菌）污染，十二烷基磺酸钠是会产生一些泡沫的阴离子表面活性的洗涤剂。
但两种不同的清洗的溶液的反渗透膜的清洗效果并不理想，清洗效果见表1：
运用1#清洗液清洗的1#装置进口总管压力相较于清洗前同比下降了15.75%，一段跨膜压差下降了27.16%，二段段间压差为14.28%
