昌黎县中央空调用DTRO碱性清洗剂,反渗透清洗剂

为某环保公司垃圾渗滤液处理的DTRO系统，工程师的指导下，使用膜清洗剂，对其DTRO系统进行尝试性化学清洗，将已处于无法运行状态的DTRO系统恢复正常运行，得到客户方对清洗剂的肯定。

该项目工艺流程：垃圾渗滤液→初沉池→调节池→IOC→AO系统→外置式管式超滤→化学软化→微滤TUF系统→（阻垢剂、盐酸、还原剂）反渗透系统→反渗透产水池

反渗透浓缩液池→DTRO系统（阻垢剂）→清水池

反渗透系统：#1RO，3:2排列(5芯)；#2RO，2:1排列（5芯）。

DTRO系统：1套，40支膜柱。


2.DTRO系统运行状态

本次对DTRO系统进行化学清洗前，了解到DTRO系统已运行3年左右时间，至2020年9月份部分膜柱存在导流盘损坏问题，已导致DTRO系统根本无法运行。经过检查该系统40支膜柱中只有11支导流盘正常，但因为膜片污堵情况严重，运行压差过大，系统已经无法正常开机运行。从现场拆下的膜片情况来看，膜片覆盖厚厚一层粘泥类的综合性污堵物，污染情况非常严重（见图1和图2）：

从图1及图2现场拆解的膜片污堵的情况可明显看出，其表面覆盖厚厚一层粘泥类污堵物，严重污堵流道及膜面，导致DTRO系统无法正常开机运行，系统处于报废状态。

3.化学清洗情况

3.1膜清洗剂清洗过程

①酸性清洗

⑴清洗前采用干净水对DTRO系统进行冲洗，冲洗结束后清洗水箱中置入约500L干净水，启动清洗水泵对DTRO系统进行循环，按照1:40质量比加入0.5桶膜酸性清洗剂，循环过程中监测清洗液pH值变化情况，pH值一直上涨时，再继续补加0.5桶膜酸性清洗剂，循环清洗1小时。

此时清洗液颜色已较深，详见图3：

图片
图3：遍膜酸性清洗剂清洗时的溶液

⑵循环清洗1小时后，因清洗液颜色变化过大，将该清洗液排放，清洗水箱补充干净水后对DTRO系统进行冲洗，冲洗至浓水排水至清澈状态。

⑶冲洗结束后清洗水箱中置入约500L干净水，启动清洗水泵对DTRO系统进行循环，按照1:40质量比加入0.5桶膜酸性清洗剂，循环过程中监测清洗液pH值变化情况，此时清洗液pH值已处于稳定状态，维持在2左右。

⑷循环清洗1小时后，清洗液pH值已稳定，且清洗液颜色也无明显变化，详见图4

图4：膜酸性清洗剂遍清洗时的溶液

将清洗液排放后，清洗水箱补充干净水对DTRO系统进行冲洗，冲洗至浓水排水pH至6-7，酸性清洗结束。

清洗后效果对比

DTRO系统清洗后，对清洗过DTRO膜柱进行拆检，观察本次使用膜清洗剂的效果，清洗对比情况见
图7：DTRO清洗前后状态对比

图7中左侧膜柱为经过膜清洗剂清洗后膜柱状态，右侧为未经过清洗的膜柱状态。

图8为经过膜清洗剂清洗后膜片状态，图9为未经过清洗的膜片状态。

从清洗前后的导流盘外侧及膜片照片对比可明显看出，本次使用膜清洗剂清洗后，膜片上污染物绝大部分已去除，清洗效果非常明显。由于本次为实验性清洗，因此只进行了一次化学清洗，若进行二次强化性清洗则效果更佳。

4.2清洗前后运行参数对比

在化学清洗前，DTRO系统处于无法运行状态，一直处于停机状态。从历史运行参数中记录到40支膜柱均正常运行时的数据见表
本次化学清洗时，该组DTRO系统只剩余11支膜柱可以正常运行，其余膜柱已因导流盘故障而隔离，化学清洗时对该11支膜柱进行试运，具体运行参数见表2：
从本次清洗前后运行数据可明显观察到，DTRO系统已可以恢复运行，各项参数恢复性良好，系统脱盐率也没有恶化情况，且产水量通过膜柱比例换算也已得到较好恢复。

5.总结
由于垃圾渗滤液膜处理系统，其进水存在高COD、高TDS、高色度等特性，从而易导致膜处理系统的污堵速度快。日常系统运行过程中，应及时加强对系统的维护及清洗，避免因日常清洗不到位膜片污堵严重，导致系统无法正常运行。

采用性能的膜清洗剂对于处理复杂水质的DTRO系统污堵物，剥离效果非常明显。定期采用膜的药剂对DTRO系统进行维护清洗，可有效改善膜元件的污堵情况，延长设备的使用寿命。

纳滤是一种分离尺度介于超滤及反渗透之间的压力驱动膜分离技术，也被称为低压反渗透。主流的商用纳滤膜是通过界面聚合方法制备的超薄复合膜，通常在聚砜基膜上合成超薄聚酰胺分离层。聚酰胺具有可电离的羧基和氨基官能团，其表面荷电性受环境pH影响，因此纳滤膜对溶质的分离机制主要包括孔径筛分和道南效应。受益于纳滤膜的高水通量和的小分子分离选择性，目前纳滤膜已广泛应用于水处理及食品加工过程。然而膜组件长期运行过程中不可避免会形成膜污染，从而降低水通量并影响分离性能，终限制了纳滤膜技术的大规模推广。虽然预处理、膜面改性和膜过程优化可以减轻污染程度，但膜清洗仍然是避免污染物累积和恢复膜分离性能的有效策略。
1. 化学清洗剂间的协同作用机制
膜清洗根据清洗机制分为物理清洗和化学清洗，其中化学清洗相比于物理清洗效果更佳，是快速恢复膜性能的有效方法。化学清洗剂根据试剂的性质可以分为酸性清洗剂、碱性清洗剂、消毒剂、表面活性剂、金属螯合剂和酶六类。化学清洗虽然能恢复膜分离性能，但也会对纳滤膜理化性质造成可逆/不可逆的影响，甚至破坏膜结构并影响分离性能。深入了解化学清洗对聚酰胺纳滤膜的作用机制，能够避免化学清洗对纳滤膜的损伤。此外，多种化学清洗剂之间也存在协同或抑制作用，阐明化学清洗剂间的相互作用有助于指导化学清洗过程。
图2. 耐化学清洗纳滤膜制备及膜污染控制研究思路
文章回顾了近年来膜污染表征技术的研究进展以及各类化学清洗剂对污染物的作用机制。随后论述了化学清洗对聚酰胺纳滤膜理化性质的影响，其中酸性清洗剂和氧化消毒剂会对纳滤膜分离层造成不可逆的损伤，导致分离性能下降；而碱性清洗剂会引起纳滤膜荷电性和膜孔的可逆变化，进而影响溶质截留和抗污染性能。同时，文章对清洗剂间的反应机制和协同/抑制作用进行总结，并探讨了膜污染控制和膜清洗的未来研究方向。文章不仅有助于指导绿色和的膜清洗过程，同时也为耐化学清洗纳滤膜的研发提供了新思路

1、要不断根据反渗透系统给水水质和结垢倾向组分的变化，及时调整反渗透系统的生产运行和化学清洗方案，系统能够长周期稳定连续运行；
2、反渗透清洗的根本目的是在不损伤膜元件脱盐层工作性能的前提下，安全、、快速地恢复膜元件及系统的工作性能。因此，要不断利用和学习新知识、新理论，逐步完善有针对性地化学清洗方案；
3、给水水质和预处理系统运行好坏是影响反渗透系统能否优化运行的重要条件，要尽多掌握来水水质的组分和变化规律等情况，并结合预处理系统处理能力和处理效率等参数，合理地制定反渗透系统的运行和药剂投加方案。

反渗透膜分离技术

反渗透膜清洗剂的选择和使用。酸性的清洗剂主要选择盐酸、柠檬酸等，碱性的清洗剂以氢氧化钠为主，对于无机盐形成的垢，如碳酸钙、氧化物等，可以通过盐酸清洗的方式，对于硫酸盐以及有机物垢的清除，选择氢氧化钠溶液，解除膜的污染，恢复膜的处理能力。对于反渗透膜的碱洗过程中，需要加入活性洗涤剂，防止改变膜的酸碱度，而影响到膜处理效果。反渗透膜具有方向性和分离的作用特点，经过反渗透膜后，有机物比无机物易于分离渗透，电解质溶液很容易分离处理，无机物离子的半径和反渗透膜的作用效果有关。一般的溶质对膜的物理性质的影响不大，反渗透膜对烃类的分离速度不同，因此，对原水进行反渗透的膜分离处理，需要对原水实施预处理，提高膜分离处理的效率。否则会对反渗透膜产生不利的影响。

将渗滤液从调节池提升至反渗透系统的原水罐，并投加H2SO4，投加量为1.0～1.5L/m3去除难溶性碳酸盐类无机物，消除对膜的污染。

原水罐出水由水泵加压后进入石英砂过滤器，过滤精度50μm。砂滤器进、出水压差超过25kPa时执行反冲洗程序，反冲洗周期约100h，对于SS值比较低的原水，砂滤运行100h后若压差未超过25kPa也须进行反冲洗，避免石英砂过度压实及板结现象，两者以先到时间自动激活反冲洗程序。砂滤反冲洗采用气、水结合，先气洗、再水洗，冲洗时间一般为5min、并可根据运行状态另行设定，冲洗废水排至调节池。

砂滤出水后进入芯式过滤器，过滤精度为10μm，采用10μmPP熔喷滤芯，进出口压力达到200kPa时更换滤芯。在芯式过滤器前加入一定量的阻垢剂防止结垢现象对膜系统的污染，阻垢剂为聚合物和盐的混合物，投加量为115mg阻垢剂和1mg硅酸盐。