一、现场情况
1、水处理工艺:地表水和地下水+絮凝沉淀+叠片过滤器+超滤膜+反渗透+混床。该工程2006年投入使用;后由于反渗透进水水质太差,水处理工艺改为地表水和地下水+絮凝沉淀+多介质过滤器+超滤膜+反渗透+混床。
2、目前反渗透运行状况:反渗透为一级两段反渗透,8:4排列,压力容器为6支装,额定设计产水量为75吨/小时,回收率为75%。2009年11月16日清洗前运行参数见表1:
表1:2009年11月16日反渗透运行参数
产水流量(T/H)
浓水流量(T/H)
水温(度)
进水电导率(us/cm)
产水电导率(us/cm)
进水压力
段间压力
一段压差
浓水压力
二段压差
(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)
52.615.818.59375011.574.55.31.7
3、反渗透存在问题:一段压差较高,产水量偏低,出水电导率偏高。正常情况下一段压差应该在3公斤以下,产水流量在75吨/小时,出水电导率在25左右。
二、存在问题原因分析
1、该水处理系统在2006年投入使用后,一方面由于原水水质变化比较大,再加上叠片过滤器、超滤膜设计、选型不当,导致反渗透进水恶化。另一方面由于系统没有进行杀菌,地表水中含有大量的有机物,细菌在大量有机物存在的情况下,在反渗透系统中呈几何级繁殖,导致反渗透系统进水压力升高,压差升高,产水量下降,产水电导率升高。
2、2007年反渗透就表现出以上问题,工程厂家和客户没有及时地将反渗透
清洗出来,也没有增设杀菌系统,导致反渗透运行进一步恶化,如果能够及时采取合理的清洗方法,细菌和有机物通过碱洗和酸洗完全可以除掉,从而恢复反渗透的运行参数,但随着运行时间的加长,一方面细菌微生物的分泌物逐渐增加,这些分泌物是很难或无法通过酸洗和碱洗除掉的,这些分泌物呈粘稠状,逐渐堵塞反渗透的水流道,腐蚀反渗透膜材料,导致反渗透进水压力升高,压差增大,产水电导率升高。另一方面由于细菌微生物的分泌物堵塞了水流道,清洗液很难与细菌微生物分泌物充分接触,因此,很难将这些分泌物清理掉。所以客户在新的工艺情况下,进反渗透的水质完全符合条件的时候,进行了多次化学清洗,都无法恢复到原来的运行参数。
三、清洗过程
因为考虑主要是有机物、细菌和微生物污染,主要采用碱洗,因为二段压差并不高,所以只进行一段清洗。
1、采用0.025%的十二烷基苯磺酸钠+0.1%的氢氧化钠(十二烷基苯磺酸钠对无机胶体、生物膜、有机物有非常好的去除作用),PH=12,水温25度,小流量循环30分钟(回流药液并没有改变颜色),浸泡,隔2小时,循环30分钟,循环浸泡5个小时后,大流量冲洗干净,开机运行参数见表2。
表2:十二烷基苯磺酸钠清洗后反渗透运行参数
产水流量(T/H)
浓水流量(T/H)
水温(度)
进水电导率(us/cm)
产水电导率(us/cm)
进水压力
段间压力
一段压差
浓水压力
二段压差
(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)
571718.59406811.256.54.755.11.4
数据分析:清洗后产水量增加,进水压力降低,说明有污染物被清洗下来。一段压差升高,是由于一段产水量增加,相应地浓水流量降低,导致一段压差增大;二段压差降低是由于进入二段的浓水流量降低,二段压差才降低。
2、考虑到可能会有硫酸盐垢,也为了通过碱洗进一步除掉有机物,第二步采用1%的乙二胺四乙酸四钠+2%的多聚磷酸钠,用氢氧化钠调PH值为11.8。多聚磷酸钠可以使硫酸钙、碳酸钙、氢氧化镁转化为磷酸盐,氢氧化钠可以使硅酸钙转换为硅酸钠溶解。乙二胺四乙酸四钠是广谱的络合剂,可以与铁、铜、钙、镁、锌等二价离子起络合作用,还可以除去90%的氧化铁和磁性氧化铁为主的附着物。小流量循环,浸泡,6小时后大流量循环30分钟,排掉,冲洗,开机6个小时后运行参数见表3(供水紧张,不能连续进行清洗,刚开机,由于进水温度差异较大,无法进行数据对比,所以开机后6个小时,记录数据)。
表3:乙二胺四乙酸四钠+多聚磷酸钠清洗后反渗透运行参数
产水流量(T/H)
浓水流量(T/H)
水温(度)
进水电导率(us/cm)
产水电导率(us/cm)
进水压力
段间压力
一段压差
浓水压力
二段压差
(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)
57.31418.29406411.257.14.155.61.5
数据分析:由于回收率没有调节好,浓水流量偏低,浓水压力偏高,导致段间压力升高,一段压差降低。考虑到水温稍有降低,浓水流量偏低,故这次清洗产水量和压差几乎没有变化。
3、第三步进行酸洗,0.5%的柠檬酸,用盐酸调节PH值为2.4,进行循环浸泡清洗。6.5小时后大流量冲洗掉。开机反渗透运行参数见表4。
表4:酸洗后反渗透运行参数
产水流量(T/H)
浓水流量(T/H)
水温(度)
进水电导率(us/cm)
产水电导率(us/cm)
进水压力
段间压力
一段压差
浓水压力
二段压差
(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)(kgf/cm2)
591518.793958.8117.253.755.821.43
数据分析:酸洗后,进水压力降低了0.25公斤,产水量有所提高,说明酸洗还是有效果的,由于回收率偏高,浓水流量偏小,浓水压力增高,导致段间压力升高,所以一段压差降低。
4、通过以上数据的分析,考虑到水温和回收率的影响,清洗后产水量提高了10%左右,无法恢复到额定设计的产水量,即使对二段进行清洗,也无法达到额定产水量。也就是说,一段由于细菌和微生物分泌物的影响,在线清洗已经无法恢复。
四、本次清洗的经验和教训
1、细菌和微生物分泌物很难通过酸碱洗清除掉,因此,反渗透系统要进行杀菌处理,当杀菌效果不好时,要及时进行化学清洗,否则时间一长,将很难清洗掉细菌和微生物的分泌物。
2、对一段系统不能光进行碱洗,在时间允许的情况下,也需要进行酸洗。3、在进行化学清洗时,要稳定水温和回收率,否则,清洗前后数据对比将失去意义,这一点尤其重要,在相同的条件下,水温升高,进水压力会降低、产水量会提高,压差降低,产水电导率升高。回收率提高,段间压力会升高,一级压差降低,产水量提高。
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