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。
3） 不断完善改进酸洗方案，根据超滤系统膜被 污染的情况，制定定期清洗计划，使超滤系统处于最 佳工作状态。
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第 28 卷
任艳群等 . 中性清洗剂研发及应用
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现分层，无结晶或沉淀析出。
5 结论
TF － 13 中性清洗剂在研制成功后，申请发明专
利 1 项，实用新型专利 1 项。
采用化学清洗专用设备进行清洗，用手动运行 方式： 用碱（ NaOH） 调配溶液的 pH = 10 ～ 12 左右，
利用水循环操作清洗或浸泡 0. 5 ～ 1h 后循环清洗， 可有效去除杂质及油脂。
1） 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；
2） 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） ；
图 9 清洗凝汽器的工艺流程
利用中性清 洗 剂 清 洗 设 备，能 延 长 设 备 使 用 寿 命，降低结垢速度，进而使节约企业的设备更新费，
4 本研究主要技术要点
在企业节约煤、电等能源方面起到积极的作用。
（ 1） 配制过程中添加了强力渗透剂，软化剂，膨 松剂，清洗性能更优越。
（ 2） 试剂性能为中性，清洗后对设备腐蚀率在 0. 02g / （ m2 ·h） 以下。除垢时间在 6 ～ 8h，除垢率在 95% 以上。
112. 6
136. 3
18. 5
125. 2
105. 7
132. 8
20. 6
122. 3
由以上 数 据 可 见，第 一 种 超 滤 清 洗 方 法———碱 洗法清洗 效 果 并 不 理 想。 第 二 种 方 法———酸 洗 法， 超滤膜清洗效果明显改善，各项运行指标基本上达 到设计值，满足反渗透的制水要求。这说明超滤膜 主要受铁和无机杂质污染严重。
4 结论与建议
1） 从清洗效果来看，碱洗法结果并不理想，酸洗 法清洗后效果显著，说明超滤膜主要受铁和无机杂 质污染严重。
2） 通过以上对比，化学分部制定针对性运行措 施，一方面 对 系 统 进 行 严 格 的 灭 菌，防 止 残 留 的 细 菌、微生物在管道及超滤膜组件中滋长，同时调整杀 菌剂的加药量，进一步防止超滤膜微生物污染。
碱洗法： 常用的碱主要有氢氧化钠、氢氧化钾和 碳酸钠等。配制碱溶液的 pH 也因膜材质类型而定， 除 CA 膜要求 pH = 8 左右以外，其他耐腐蚀 pH = 12，均利用水泵循环操作或者浸泡 0. 5 ～ 1h，对去除 有机杂质及油脂很有效。
图 1 超滤膜化学清洗系统
酸洗法： 常用的酸有盐酸、草酸、柠檬酸等。配 制后溶液的 pH 因材质类型而定。例如 CA 膜清洗 液 pH = 3 ～ 4，其他 PS、SPS、PAN、PVDF 等膜 pH = 2。 利用水泵循环操作或者浸泡 0. 5 ～ 1h，对去除无机杂 质效果好。 2. 2 超滤膜清洗方案一 ———碱洗法
Comparision of two chemical cleaning processes on ultrafiltration membrane
SHENG Peng
（ Guangdong Guangdong China power generation Co.，Ltd.，GuangDong GuangZhou 510731） Abstract： The problem of serious biofouling and iron contamination on ultrafiltration membrane in make up water treatment system which run under conditions with high-parameter ＆ long-term of one power plant was observied. Two chemical cleaning processes were determined to solve this problem. The results show that the effect of acid washing is much better than alkali washing. After acid washing，the system differential pressures of single membrane element has reduced to 15 ～ 20kPa，while the flux rate reached to 100 ～ 122T / H。 Key words： ultrafiltration membrane； chemical cleaning； acid cleaning； alkali cleaning
3 超滤膜化学清洗效果对比
方案一清洗后超滤运行结果如表 1 所示。 表 1 碱洗法清洗后超滤单元运行参数
第一套 第二套 第三套
进水压力 / 进水流量 / 系统压差 / 产水流量 /
kPa
（ t·h －1 ）
kPa
（ t·h －1 ）
135. 3
95. 0
45. 3
65. 8
172. 0
106. 5
67. 5
77. 2
141. 0
91. 6
69. 2
75. 1
方案二清洗后超滤运行结果如表 2 所示。 表 2 酸洗法清洗后超滤单元运行参数
第一套 第二套 第三套
进水压力 / 进水流量 / 系统压差 / 产水流量 /
kPa
（ t·h －1 ）
kPa
（ t·h －1 ）
101. 2
128. 5
15. 8
102. 8
（ 3） 清洗废液通过定做的专用废液处理机经过 处理后排放，解决了传统清洗废液直接排放污染环 境的问题。
（ 4） 利用自主研制的《化学清洗模拟实验装置》 进行施工前的模拟实验，在清洗积垢程度不同的设
本技术研究成果在 2010 年应用于石油化工总 厂，该厂各车间的换热设备和部分油气管线在长期 的生产运行过程中，由于水中含有悬浮杂质和水的 硬度较高，致使在生产过程中，设备外侧结有大量污 垢，使得生产效率下降，生产运营成本上升，通过使 用我公司研发的中性清洗剂，不但使设备恢复到原 有运行状态，并且设备无腐蚀，很好的达到了生产运 营要求。为该企业年节约电费 280 多万元，节约设 备投资 120 万元，该企业在 2010 年度新增产值 987 万元，新增利税 120 万元，利润可观。
第 28 卷
盛 鹏 . 两种超滤膜污染化学清洗方法比较
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管，少量的浓缩水从膜管的另一头流出，产水在膜管 过滤液侧流出，单组设计产水量为 114t / h，水的回收 率在 90% ～ 99% 之间。