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1、-PVC超滤膜清洗方式与药剂的选择来源：发布日期：2012-08-20 15:181、引言所谓化学清洗就是在水力清洗没有效果的时候进行的清洗，整个超滤装置是实现自动水力反冲的，水力反冲是经常性操作，每隔15分钟冲洗一次，每次冲洗3060秒，而化学清洗是停运设备后的彻底清洗，所以比较水力清洗和化学清洗效果是必要的。水力清洗主要通过水力高速冲洗冲松膜面硬质污染物，使之松动脱落，并从膜表面剥落得以去除；而化学清洗主要是通过药剂对污染物质的溶解能力，使黏附在膜表面的油垢类物质溶解溶松去除。两者所清洗的污染物对象是不同的，所以想要用水力清洗完全代替化学清洗是不可能的。但是良好的水力清洗控制可以延长化学清
2、洗周期。膜经过长期运行跨膜压差降低至一定值后，通过正常的3060S(实际运行中的水力冲洗时间)反冲已经没有多大效果，即便长时间充分水力反冲后，通量的恢复效果甚微。因为此时膜面污染物已经固化，比较牢固地黏附在膜表面，已经难以通过水力清洗去除，只有通过化学药剂对膜面污染物的溶解、去除才能有效地恢复膜。2、膜的化学清洗2.1化学清洗剂优选从膜处理水的水质、和水力清洗效果来看，污染物主要为石油类物质和无机盐污垢，因而选取了酸、碱、表面活性剂和鳌合剂这几种有代表性的清洗剂。用榆树林油田污水将膜污染，然后进行膜的清洗试验研究，清洗液浓度均为0.5%,清洗时间30 min，清洗效果见图1图1各类清洗剂对超滤
3、膜清洗效果图由图1可知对于单一的同浓度的清洗剂，NaOH碱洗液清洗后膜恢复率最大，短期内均能使膜完全恢复。考虑到有可能是无机污垢在膜孔内堵塞引起的膜污染，因此将碱洗和酸洗这两种清洗剂组合起来清洗。由图1可以看出柠檬酸清洗效果优于盐酸、草酸。采用榆树林油田含油污水对超滤膜进行污染，分别用不同浓度的柠檬酸对其进行清洗，结果如图2所示，柠檬酸浓度为2%时效果最好。图2不同浓度柠檬酸对超滤膜的清洗效果每当碱洗(0.5% NaOH清洗30 分钟)跨模压差下降至不再降低时，采用2%的柠檬酸清洗30 分钟,可以得到比较好的清洗效果，见图3。图3 NaOH和柠檬酸组合洗膜效果实验研究开发优选了适合用于清洗石油
4、类污染的化学药剂。实验发现柠檬酸（Citric Acid）、NaOH这2种药剂对清洗石油类污染物效果明显，并且试验采用药剂浓度效果良好，成本经济。2.2化学清洗方式研究本部分试验旨在开发一种高效的化学清洗方式，最大程度的降低跨膜压差。实验确定NaOH+柠檬酸+NaOH的清洗效果最好，对超滤膜的恢复效果高达99%左右。试验中，对膜进行了多次清洗，清洗方式见表1；化学清洗效果见表2：表1，化学清洗方式步骤第一步清洗第二步清洗第三步清洗药剂NaOH柠檬酸NaOH用时5小时5小时5小时表2，加入NaOH+柠檬酸+NaO药剂组合后效果序号周期初始跨膜压差(MPa)周期结束跨膜压差(MPa)药洗后药洗后跨
5、膜压差(MPa)恢复率（%）10.0200.0550.02195.2%20.0210.0490.02295.5%30.0220.0600.020100%NaOH+柠檬酸+NaOH的清洗效果最好，对超滤膜的恢复效果达99%左右。先用的NaOH清洗液可以将凝胶层从膜面剥落，同时溶解油垢上的油类物质，使无机垢失去油类保护层而容易被后续的酸清洗溶松去除；最后通过呈碱性的表面活性剂把粘附在膜面、膜孔的石油类物质进一步溶解去除，较彻底地恢复超滤膜跨膜压差。试验确定采用碱+酸+碱的清洗方式，另外为了杀灭膜内可能滋生的细菌，在碱性清洗剂中投加200ppm NaClO用于杀菌。为了使洗液浓度不过于大，将使用氨水
6、或盐酸调节洗液PH值为12或2。清洗后，膜都能恢复到99%左右。这一结果表明，石油类污染物对高分子有机材料超滤膜确实容易吸附粘敷，造成不可逆污染。但多次化学清洗都能维持99%左右的恢复率，这说明高分子超滤膜在处理石油类污水时，有较强恢复能力。3、化学清洗现场试验3.1化学清洗步骤现场试验确定的化学清洗方式是采用碱-酸-碱的清洗方式。为了保证清洗效果现场采用化学清洗步骤如下：1）在药洗桶中配制0.5%的NaOH药液，由药洗泵把药剂打入超滤膜，首先打开膜进水阀、浓水阀、产水阀由药洗泵循环化学清洗剂药液60分钟；2）停止药洗泵，关超滤膜进水阀、浓水阀、产水阀，使药液浸泡5小时；3）打开药洗泵，超滤膜
7、进水阀、浓水阀、产水阀，再次循环药液60分钟；4）采用水力长时间反冲方式，排除药液；5）依次换2%的柠檬酸药液及0.5%的NaOH药液，分别重复上述14步骤，直至化学清洗方式完毕。整个清洗过程需耗时约20小时。3.2现场试验运行方式：变频恒流运行水力冲洗周期：15min水力冲洗时间：30s60s水力冲洗程序：正冲反冲正冲膜前FeCl3投加量：4 ppm图4超滤膜出水含油量、悬浮物含量图5超滤单元跨膜压差变化现场采用2组超滤膜设计，运一备一。初始阶段运行第一组，累积运行时间20天，平均日产水量302.0m3，出水自4月18日起输往注水岗用于地层回注。运行期间出水含油量不定期监测若干次均为痕迹，从
8、图4所示的外输水含油量可知出水含油达到1.0mg/l的要求，而且从图4超滤出水悬浮固体含量变化可知，出水SS平均0.74 mg/l，始终达到1.0 mg/l的处理水水质要求。从图5所示的跨膜压差变化图可以看到跨膜压差上升平稳，在连续运行的20天内，平均驱动压力为0.046 MPa，最大跨膜压差仅为0.042 MPa，出于稳定运行的保守考虑，对第一组开始第一次化学清洗，同时启动第二组在相同参数下运行。第一组的化学清洗方式：碱-酸-碱；每步骤循环清洗30分钟（其中全流方式和错流方式各30分钟），浸泡5小时，再循环清洗30分钟；换药期间使用外输水罐贮水充分冲洗清除。洗出药液贮存至酸碱中和水罐中，化学
9、清洗结束后调节至中性后输往回收水罐。清洗用药使用下表所述配方在专用药洗槽中配制1 m3。表3 化学清洗药剂配方洗液溶剂溶质及浓度备注酸洗液外输水罐贮水2的柠檬酸加氨水调节pH值到23碱洗液外输水罐贮水0.5的氢氧化钠pH值为1012耗水量计算：（1）配药用水，共计3 m3；（2）换药过程中需要对模块进行反冲排药，冲刷至冲洗出水pH成中性，该部分每次耗水约2 m3，共计6 m3；（3）酸碱清洗完毕后，需要大量净水反冲，用于把药洗出的污物冲洗彻底，从而完成一次化学清洗。该部分需要长时间反冲或频繁反冲，耗水约4.5m3。综上可知，一次化学清洗总耗水量为13.5 m3。实际清洗总耗时：约20小时。清洗
10、效果：化学清洗后在15m3/h的通量条件下，跨膜压差降至0.02 Mpa，恢复率为99%左右，清洗效果良好。从5月7日后，第二组进入运行并按一、二组交替运行方式进行，其进行情况见表4。表4化学清洗恢复情况清洗单元清洗时间清洗前跨模压差清洗方式清洗后跨膜压差第二组5月27日0.064 MPa碱-酸-碱0.026MPa第一组6月15日0.072 MPa碱-酸-碱0.02 MPa第二组8月24日0.057 MPa碱-酸-碱0.024 MPa从表4可以看出所选清洗方式适用于膜的清洗。4、结束语1）.良好的水力冲洗可以延长清洗周期，但不能替代化学清洗，只有通过化学药剂对膜面污染物的清洗，才能有效恢复膜通量。2）.试验研究确定了基于NaOH+柠檬酸+NaOH的化学清洗方式，并经过清洗后，膜恢复率为99%左右。3）.超滤工艺长期运行试验结果表明，跨膜压差上升至0.06MPa左右需要进行化学清洗膜，并且通量经化学清洗后恢复良好。第 12 页-