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化工厂用水超滤处理中膜污染及化学清洗方法

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文章编号：1671－8909（2012）09－0001－05化工厂用水超滤处理中膜污染

及化学清洗方法

田晶，王丁，荣玥（蓝星环境工程有限公司，北京101318）摘要：以某化工厂除盐水处理工程为例，阐述了超滤装置的工艺流程和运行方式，分析了超滤的工作原理及处理过程中膜污染的形成原因，提出了控制膜污染的化学清洗方法和清洗控制参数，为此类水处理工艺的日常运行管理和维护提供技术参考。关键词：超滤；膜污染；化学清洗中图分类号：TQ028.8文献标识码：B

Membranefoulingandchemicalcleaningofwatertreatmentultrafiltersinchemicalplants

TIANJing，WANGDing，RONGYue（BluestarEnvironmentEngineeringCo.，Ltd.，Beijing101318，China）Abstract：Accordingtothedesalinationwatertreatmentengineeringinachemicalplant，theprocessandoperationmodeofultrafiltrationdevicewasdescribed，principleofultrafiltrationandcausesofmembranefoulingwereanalyzed.Thechemicalcleaningofmembranefoulingandcleaningparameterscontrolmethodslistedinthearticleistechnicalreferenceforthedailyoperation，managementandmaintenanceofthiswatertreatmentprocess.Keywords：ultrafiltration；membranefouling；chemicalcleaning

随着化工企业用水对水质要求的不断提高及膜法水处理技术的发展，超滤处理技术在化工厂除盐水处理中的应用越来越广泛。在正常运行过程中，超滤膜元件不可避免地会被无机盐垢、胶体、微生物、微粒、有机物等污染，造成膜孔堵塞导致出水流量显著下降，并影响出水水质，降低使用寿命。目前，解决此问题最有效的方法就是对膜元件定期进行化学清洗，以保证处理水量和出水水质。某化工厂生产粘胶纤维所用脱盐水的制备采用了超滤处理工艺，处理规模400t/h。现以该厂超滤装置为例介绍超滤的工作原理、超滤膜污染现象及化学清洗方法。

1超滤的工作原理及膜污染现象

早在1861年，A.Schmidt首次在过滤领域中提

收稿日期：2012－08－13作者简介：田晶（1983－），女，甘肃金昌人，硕士，助理工程师，主要从事水处理理论与技术研究。

实用技术清洗世界CleaningWorld第28卷第9期

2012年9月出超滤概念。20世纪七八十年代，超滤技术高速发展，应用范围越来越广。超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，是以机械筛分原理为基础的溶液分离过程，物质的截留除筛分外，还包括吸附等作用，从而使物质得以分级、浓缩或净化。主要能截留相对分子质量在1000以上的大分子与胶体微粒，去除水中的微粒、悬浮物、胶体、细菌、病毒、蛋白质及高分子有机物。超滤过程是一个动态过滤过程，截留物质可随浓缩液排放，膜不易被堵塞，可长期连续运行，与常规的脱水（浓缩）工艺相比，不出现溶液的相态变化，从而大大节省了能源。它是以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原水流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过，成为透过液，而原水中直径大于膜表面微孔的物质被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，从而实现对原水的净化和分离［1］。

在超滤运行过程中，超滤的膜通量随运行时间的延长而降低，过膜压差逐步升高。造成这一现象的主要原因是：（1）随着超滤机组的长时间运行，原水中被截留

下来的各种胶体、颗粒、微生物等杂质会附着于超滤膜的表面，一些细小的微粒会渗入至膜孔中堵塞膜孔，使超滤膜的分离能力和产水量下降；（2）超滤机组在运行过程中，细菌及其他微生物

被截留在膜表面，不仅会大量繁殖，而且这些原生物与其代谢物质形成的一种黏滑的污染物质会紧紧地粘附在膜表面，影响膜的水通量和产水量。因此，膜污染是处理物料中的微粒、大分子、胶体粒子或其他的溶质分子与膜存在物理、化学相互作用或机械作用而引起的，在膜表面或膜孔内吸附沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜的性能产生不可逆变化的现象。当污物积累到一定程度后，超滤的进水压力就会逐渐升高，产水量随之下降，这时就需要用化学清洗的方法来恢复超滤膜的透水性能。

2某化工厂超滤装置的运行情况

2.1工艺流程

某化工厂脱盐水处理系统的工艺流程为：净水厂处理后黄河水—原水泵—自清洗过滤器—超滤装置—超滤水池—反渗透—阴阳床—混床—除盐水池。该工艺采用进口自清洗过滤器作为超滤前处理设备，超滤膜选用美国进口的高强度PS中空纤维膜，膜公称孔径0.03μm。超滤装置主要由2组过滤单元（1套反洗单元、1套化学清洗单元）组成。每组出水流量为200t/h，反洗流量为40t/h。主要配备仪表有出水余氯仪、反洗余氯仪、出水氧化还原电位仪、温度计和压力表。2.2运行方式

该超滤装置以处理后的黄河水为水源，采用全量过滤的方式，即运行中不同时排放浓水，进人膜管的水在压力驱动下全部透过膜的表面。超滤的整个运行周期包括运行—反冲洗—快冲洗—化学加强反洗等过程，运行中每0.5h反洗1次。超滤膜运行一段时间后，膜表面会出现沉淀物。为恢复膜的性能，需定期对超滤膜进行化学清洗。化学循环清洗模式的药剂与污染物接触时间长，清洗效果好。主要监测指标有：进出水浊度、反洗余氯、出水余氯、出水氧化还原电位、膜筒进出口压差和流量。超滤装置运行参数见表1。表1某化工厂超滤装置运行参数

项目数值进水浊度/NTU＜5出水浊度/NTU≤0.2pH2～11温度/℃1～40最大反洗压力/kPa250膜透过率/（L·m－2·h－1）70～100膜筒压差/kPa70～100过滤流量/（t·h－1）400～434

·2·清洗世界第9期3超滤装置的化学清洗

3.1清洗药剂的选择

超滤装置常用的化学清洗剂主要有：酸、碱、螯合剂、氧化剂。酸清洗剂主要用于去除氧化铁、金属硫化物、碳酸钙和磷酸钙等。碱清洗剂主要有：磷酸盐和氢氧化物。碱清洗剂可使沉淀物松动、乳化和分散。常用的螯合剂有：EDTA、柠檬酸。EDTA常用于去除有机物，而柠檬酸在酸性溶液中可以有效螯合铁离子。氧化剂主要是次氯酸钠，用于去除膜筒内的细菌、藻类。甲醛也可用于杀菌灭藻，但对人体有很大的刺激作用，不易操作，建议慎用［2］。

选择合理的清洗剂，能使超滤装置的清洗效果达到最佳程度，首先应确定造成超滤装置膜筒污堵的污染源。所以，在决定化学清洗前，应对超滤进出水进行分析。见表2。表2超滤装置运行水质分析项目分析值超滤进水水质浊度/NTU＜5ρ（TSS）/（mg·L－1）＜5

ρ（TOC）/（mg·L－1）—

COD/（mg·L－1）＜30

ρ（NH4）/（mg·L－1）

—

ρ（Fe）/（mg·L－1）＜0.6

ρ（Mn）/（mg·L－1）＜0.1

油类质量浓度/（mg·L－1）—超滤产水水质SDI≤2.5浊度/NTU≤0.2

由表1可见，该超滤装置膜筒中主要附着物为有机物、铁、悬浮物。超滤装置膜筒材料是PVDF，具有高强度和良好的抗化学腐蚀能力，可采用酸性溶液和碱性氧化剂溶液对超滤装置进行清洗。根据超滤装置厂家提供的清洗参考，并结合实际情况，采用了柠檬酸和碱性次氯酸钠相结合的清洗方案。柠檬

酸主要用途是去除悬浮物、胶体铁化学物等对膜造

成的无机物污染，碱性次氯酸钠可以去除有机物污染及微生物、藻类对膜筒的污染。3.2清洗工艺

进行化学清洗前，首先冲洗整个系统管路。然后，停止超滤装置运行，关闭进水气动门和手动门，打开化学清洗装置出口阀和回水阀。3.2.1碱性次氯酸钠清洗

根据溶液箱及管路体积，配制好（0.2%NaClO+0.1%NaOH）溶液，并充分搅拌使其混合均匀。首先，进行高频率、短时间气擦洗（一般3～8次，每次10～15s），并进行多次水反洗。气洗及水反洗后，启动化学清洗泵，调整出口压力在0.05MPa左右，使清洗液在超滤膜管内循环。大部分化学清洗液由原水端回流至化学清洗箱，少部分透过超滤膜由滤后水进入化学清洗箱。采用动态循环与静态浸泡相结合的方式清洗：循环0.5h后，再浸泡1h。3.2.2柠檬酸酸洗

参照碱性次氯酸钠清洗操作方法，配制1%的柠檬酸溶液，并充分搅拌使其混合均匀。也采用动态循环与静态浸泡相结合方式清洗。3.3清洗参数的控制

3.3.1温度控制

在适宜的温度下浸泡和循环能够提高超滤膜清洗效果。通常，清洗工艺规定清洗液温度不超过40℃，以避免温度过高对膜造成损伤。但是，由于膜

筒中有水，而且系统管道、保安过滤器及膜筒会先吸热再散热，以致膜筒中的清洗液温度达不到40℃，降低了浸泡的效果。应该先把清洗液加热到50℃左右，开清洗泵调整好出口门开度，让清洗液缓慢加热整个系统，等系统温度均匀后再控制清洗箱的加热温度为45℃左右。这样，就会使膜筒中的清洗液温度始终保持在40℃上下［3］。

3.3.2压力控制

在清洗过程中，清洗泵出口压力控制在50～

·3·第28卷田晶等.化工厂用水超滤处理中膜污染及化学清洗方法

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超滤膜的清洗及污染防控

超滤膜的清洗及污染防控

超滤膜的清洗及污染防控赵鹏【摘要】Aiming at membrane fouling in the process of ultrafiltration,the effects of different cleaning agents and cleaning sequence on the fouling membrane were compared,and the effects of ultrafiltration operation conditions on membrane fouling were investigated,which can provide reference for the prevention and control of ultrafiltration membrane fouling. The experimental results showed that:The order of cleaning effect of various cleaning agents was hydrochloric acid>oxalic acid>citric acid,sodium hydroxide>sodium hypochlorite>sodium carbonate;The cleaning effect of strong acid-strong alkali was better than that of weak acid-weak alkali;The flux recovery rate of sequential cleaning of strong acid-strong alkali was 91.88%,which was larger than that of strong alkali-strong acid cleaning(90.05%). The optimal operation conditions were as follows:operating pressure 0.04 MPa,influent pH 8.0,membrane surface flow rate 1.947 m/s and operation cycle 2 h.%针对污水超滤过程中的膜污染问题,比较了不同清洗剂及清洗顺序对污染膜的清洗效果,考察了超滤运行条件对超滤膜污染的影响,为超滤膜污染的防控提供参考.实验结果表明:各种清洗剂对污染超滤膜清洗效果的优劣顺序为盐酸>草酸>柠檬酸,氢氧化钠>次氯酸钠>碳酸钠;强酸—强碱的清洗效果好于弱酸—弱碱;强酸—强碱顺序清洗的通量恢复率(91.88%)大于强碱—强酸顺序清洗的通量恢复率(90.05%);最优运行工艺为运行压力0.04 MPa,进水pH 8.0,膜面流速1.947 m/s,运行周期2 h.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2018(038)003【总页数】5页(P333-337)【关键词】超滤;废水处理;膜污染;化学清洗;通量恢复率【作者】赵鹏【作者单位】中国石油化工股份有限公司?北京化工研究院,北京?100013【正文语种】中文【中图分类】TQ028.3在各类滤膜的使用过程中，料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜的物理、化学或生物作用，引起物质在膜表面或膜孔内吸附、沉积，造成膜孔径变小或堵塞，使膜通量变小且分离性能降低，这种现象称为膜污染［1］。

超滤的清洗方案

超滤的清洗方案

超滤的清洗方案超滤技术是一种常见的膜分离技术，广泛应用于水处理、食品饮料、制药等领域。

随着超滤膜的使用时间增长，膜面会逐渐积聚污垢和杂质，影响超滤的正常运行和效果。

为了确保超滤的高效工作，定期对超滤设备进行清洗是非常必要的。

本文将介绍一种常用的超滤清洗方案，以提供参考和指导。

超滤清洗前的准备工作在进行超滤清洗之前，需要做一些准备工作，以确保清洗的顺利进行。

首先，需要关闭超滤设备的进水和排水阀门，停止所有相关设备的运行。

其次，检查超滤设备是否正常断电，并做好相应的防护措施，确保人员在清洗过程中的安全。

超滤清洗方案的步骤1. 清洗液配制：选择适合超滤膜清洗的清洗液，通常常用的清洗液有氧化钠溶液、酸溶液和碱溶液等。

根据超滤设备的不同材质和污染程度，选择合适的清洗液进行配制。

2. 清洗液初始浓度调整：将清洗液逐渐加入清洗槽中，搅拌均匀，保证清洗液初始浓度的正确调整。

3. 清洗液循环：打开循环泵，将清洗液从清洗槽泵入超滤设备中，通过循环管路进行清洗液的循环。

清洗槽中的泵流量、循环时间和压力需按照设备的要求进行设置。

4. 清洗液浸泡：根据清洗液的要求和超滤设备的污染程度，设置适当的浸泡时间，以确保清洗液充分接触到超滤膜表面，并彻底清除污染物。

超滤清洗后的处理工作清洗结束后，需要进行相应的处理工作，以保证超滤设备的正常使用。

首先，关闭循环泵，停止清洗液的循环。

然后，打开进水和排水阀门，将清洗液从超滤设备中排出，同时注意排放清洗液的环保要求。

最后，对超滤设备进行彻底的冲洗，确保超滤膜表面的清洁和无残留的清洗剂。

超滤清洗的注意事项1. 清洗液的选择应根据超滤设备的材质和污染程度来确定，避免使用不适合的清洗剂，以免对设备造成损害。

2. 清洗液的浓度、温度、循环时间和压力等参数应根据超滤设备的要求进行调整，以充分清洗和保护超滤膜。

3. 清洗液的浸泡时间应根据超滤设备的污染程度来决定，过短的浸泡时间可能无法彻底清洗；过长的浸泡时间可能导致膜的损坏和过度氧化。

两种超滤膜污染化学清洗方法比较

两种超滤膜污染化学清洗方法比较


互作用复杂，一些污染物质无法通过物理清洗方法 去除时，必须对膜元件进行化学清洗［3］。
1 某电厂超滤设备装置简介
某电厂水处 理 系 统 设 计 了 三 组 超 滤 装 置，选 用 了美国 KOCH 公司生产的中空纤维膜，运行方式采 用 死端过滤的方式，原水以较低的错流流速进入膜
收稿日期： 2012 － 03 － 31 作者简介： 盛鹏（ 1985 － ） ，男，湖南人，从事电厂化学研究工作。
电厂在循环水排水处理系统中使用超滤装置， 可利 用 超 滤 除 去 水 中 的 悬 浮 物、胶 体、细 菌 等 杂 质［1］。在很多水质条件下，通过超滤处理后，SDI 指 数可以稳定地小于 3［2］。然而在截留水中胶体、大 分子有机物、微生物、悬浮颗粒以及金属氧化物后， 滤膜会受到污染。虽然通过反洗能除去部分污染物 质，但是由于水质状况不同，且各种污染物质之间相
［2］左理胜，曾蔚然，姜建平 . 一种中性复合清洗剂的评价研 究与应用［J］. 清洗世界，2010，26（ 11） ： 20 － 21.
3） 将药品用清洗泵缓慢送入超滤系统，循环运 行 30min，流量进水 100t / h 左右；
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清洗世界
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第5 期
4） 停机浸泡 30min； 5） 将原清洗箱药液排掉，再加入满箱清水加次 氯酸钠药液 7. 5L（ 10% 原液） 大约 150g / L，再用碱将 药液 pH 控制在 10. 5； 6） 将药品用清洗泵缓慢送入超滤系统，循环运 行 30min，流量进水 100t / h 左右； 7） 停机浸泡 30min； 8） 用反洗泵反洗系统，流量由 100t / h 缓慢升至 350t / h 左右； 9） 手动正冲系统，并运行制水，观察效果，如若 不理想则需反复进行第二步至第四步操作直至达到 理想效果后，再进行一次第五步至第七步。 2. 3 超滤膜清洗方案二———酸洗法 1） 用盐酸、柠檬酸、草酸等溶液调配 pH = 2 ～ 3 的溶液，利用循环清洗或者浸泡 0. 5 ～ 1h 后循环清 洗，对无机杂质去除效果较好。用手动运行方式： 2） 冲洗化学清洗专用设备与管道后，需检修人 员安装化学清洗保安过滤器的滤芯； 3） 配药，将 5m3 的清洗箱均匀配满质量分数约 为 0. 1% 碱（ 约 15L） ，pH 控制在 13 左右（ 用盐酸调 节） ； 4） 将药品用清洗泵缓慢送入超滤系统，循环运 行 30min，流量进水 100t / h 左右； 5） 停机浸泡 30min； 6） 将原清洗箱药液排掉，再加入满箱清水加次 氯酸钠药液 7. 5L（ 10% 原液） 大约 150g / L，再用碱将 药液 pH 控制在 10. 5； 7） 将药品用清洗泵缓慢送入超滤系统，循环运 行 30min，流量进水 100t / h 左右； 8） 停机浸泡 30min； 9） 用反洗泵反洗系统，流量由 100t / h 缓慢升至 350t / h 左右； 10） 手动正冲系统，并运行制水，观察效果，如若 不理想则需反复进行第二步至第四步操作直至达到 理想效果后，再进行一次第五步至第七步。
浅谈超滤化学清洗

浅谈超滤化学清洗

浅谈超滤化学清洗
超滤化学清洗是一种常用的清洗方法，通过超滤器进行分离和过滤，使用化学物质去除污垢和污染物，从而实现清洁和净化的效果。

本文旨在简要介绍超滤化学清洗的原理和应用。

超滤化学清洗的原理是利用超滤器的特殊结构和作用原理对污垢进行分离和过滤。

超滤器是一种具有微孔的膜，可以根据孔径大小实现对不同分子的分离。

当污染物通过超滤器时，大分子和颗粒会被截留在超滤器上，而水分子和小分子则可以通过超滤器，从而实现对水和溶解物质的清洁和净化。

超滤化学清洗的步骤主要包括以下几个方面。

将待清洗的物体或介质与清洗液接触，以使污垢溶解或悬浮在液体中。

将清洗液通过超滤器进行过滤，大分子和颗粒会被截留在超滤器上，而水分子和小分子则可以通过超滤器，实现清洁和净化。

将清洗液中的污垢和污染物与超滤器分离，得到清洁的溶液或液体。

整个过程可以实现对污垢的有效分离和去除，从而达到清洁和净化的效果。

超滤化学清洗具有广泛的应用领域和优点。

它可以用于各种物体和介质的清洗，如水处理、化工设备、生物医药设备等。

超滤化学清洗可以去除各种类型的污垢和污染物，如蛋白质、细菌、颗粒等，具有很好的清洁效果。

超滤化学清洗具有操作简单、效果稳定、不会产生二次污染等优点，被广泛应用于工业生产和环境保护。

超滤化学清洗也存在一些局限性。

超滤器的疏水性较差，易被污垢和污染物堵塞。

超滤化学清洗的效果受到清洗液质量、处理时间、温度等因素的影响，需要进行合理的控制和调节。

超滤化学清洗的成本较高，对设备和技术要求较高。