北京首钢股份有限公司
要：本文介绍了某公司在利用双膜法+二级反渗透处理废水过程中，针对二级浓水反渗透膜污堵问题，对膜污堵问题的发现、垢样的化学成分分析及相应的解决方法进行了阐述，通过一系列的技术及设备改造，达到了预期效果。
关键词：污水减量化；反渗透；膜污堵；技术改造
Analysis and transformation of desalting concentrated water reverse osmosis membrane scaling
WANG baoxia DUAN xiaobing
（Beijing ShougangCo.，Ltd.）
Abstract：In the process of treating wastewater by double membrane method+secondary reverse osmosis，this paper introduces the problem of fouling and blocking of secondary concentrrated water reverse osmosis membrane by needle，the discovery of membrane fouling problem，the analysis of chemical composition of scale sample and the corresponding solutions，and achieves the expected effect through a series of technical and equipment revamping.
Key Words：wastewater reduction；reverse osmosis；membrane fouling；technical transformation
1浓水反渗透概况
除盐站整套工艺图如图1所示
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图1 1#除盐站工艺系统图
二期设备前处理工艺主要由4座纤维球过滤器，3台5微米保安过滤器组成，浓水反渗透共有3套，每套有独立的加药系统，每套设计产水量为107 m3/h，系统回收率为50%，初期脱盐率≥98%，三年后≥95%。如表1所示，为初期运行时数据：
表2 2#浓水反渗透运行数据
3对污堵问题进行分析
3.1反渗透膜元件性能测试结果：
取浓水反渗透一段和二段膜元件各一支在离线设备上进行试验，结果见表3
表3 反渗透单支膜性能测试
结果表明，浓水反渗透膜产水量衰减明显，膜质量增长明显。由此分析，反渗透性能下降，主要原因为膜表面的污染物沉积。
3.2污染物成分分析
将污染物样品送至第三方专业检测机构进行成分分析，分析结果见图2：
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图2 第三方检测结果
分析结果显示，膜表面Ca、Mg离等元素含量较低，表明膜表面无机物沉淀量很少，灼烧试验情况显示，污染物主要成分为有机物。
3.3有机物污堵原因分析
对浓水反渗透进水水质进行分析，结果如表4所示：
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表4 反渗透进水水质分析
由表4可以看出，进水COD变化较大，最高可达35mg/L，浓水反渗透设计回收率为50%，浓水侧COD将达到70 mg/L，结合污染物溶解试验，可见，浓水反渗透进水有机物含量偏高是造成浓水反渗透膜污堵的主要原因。
基于此次分析结果，我们今后针对浓水反渗透的基本方案为：在浓水反渗透整套系统的各个环节加强杀菌，抑制微生物繁殖，同时优化化学清洗方案。
4技术、设备改造
4.1 次氯酸钠投加方式改变
次氯酸钠原投加位置为纤维球供水泵出水管路上，此种投加方式有不足之处：一是，次氯酸钠投加避开了纤维球供水池，纤维球供水池中没有余氯作用；二是，在纤维球供水管路中投加，次氯酸钠作用时间短暂，反应不完全，影响次氯酸钠投加效果；三是，纤维球供水泵流量不定，其随着纤维球启停数量而变化，次氯酸钠投加量也随之改变，余氯数值不稳定，不好调节。
改变次氯酸钠投加方式，将投加点位设在一期反渗透浓水池，投加量与一期反渗透浓水总产量连锁，解决了以上的不足之处。投加点位如图3所示：
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图3 次氯酸钠投加点位
4.2 保安过滤器增加次氯酸钠投加
通过前期对更换下来的保安过滤器滤芯观察，发现其污染物与膜拆解取样垢物外形相近，判断其主要为有机物。更换下来的滤芯如图4所示：
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图4 更换下来的保安过滤器滤芯
提出，将保安过滤器进次每周进行1次的次氯酸钠浸泡，保证保安过滤器出水余氯在500ppm以上。浸泡完毕后，用二级反渗透进水将保安过滤器彻底冲洗干净。
保安过滤器滤芯用次氯酸钠浸泡后，滤芯更换频率明显下降，且出水水质改善，反渗透清洗周期也随之延长。如表5所示，为保安过滤器更换滤芯记录。
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表5 浓水反渗透保安过滤器更换日期记录
4.3 非氧化杀菌剂投加方式的改变
原非氧化杀菌剂投加方式为随反渗透运行连续投加，投加时间为每天2小时，加药泵参数为：流量为0-9.5L/H，将泵冲程设为100%，频率设为100%，其投加浓度为：9.5L/H*100%*100%*1H*1g/cm3/200m3=47.5ppm；
与药剂厂家提供的最适加药浓度100ppm有差距，经与厂家沟通、计算，决定更改非氧化杀菌剂的投加方式，重新订购加药泵，新加药泵参数为：流量120L/H，反渗透每天需要冲洗，将冲洗时间设定为20分钟，前10分钟为大剂量非氧化杀菌剂冲击投加时间，加药泵冲程设定为60%，加药泵频率设定为50%，其投加浓度为：
120L/H*60%*50%*10/（60*200）=180ppm，这样大剂量的冲击投加能够更好地杀死细菌，同时将其冲出反渗透系统。
效果也是显而易见的，微生物滋生速度放缓，膜污堵情况得到了改善，清洗周期延长。
4.4 化学清洗方式的调整
采取分段清洗的方式，同时增加浸泡时间，即，一段、二段单独循环清洗完毕后，浸泡过夜，再进行一遍循环清洗。通过长时间运行来看，此种清洗方式效果好。
针对除盐水站反渗透在线清洗，尝试采用氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠、EDTA进行清洗，单一的碱洗难以去除膜表面粘附的有机物。
分别试验在PH=10.5、PH=11、PH=12条件下进行清洗，统计清洗效果，PH=12时清洗效果最佳，一段压差平均降低1.5bar。结合酸洗（PH=2），膜性能恢复好，清洗前后运行效果如下表6所示：
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表6 清洗前后运行数据
5结论
1、根据膜元件分析结果，反渗透表面无机结垢现象轻微，有机物污堵是造成浓水反渗透膜污堵的主要原因。
2、通过对浓水反渗透进水水质情况的了解，分析造成膜有机物污堵的主要原因为进水有机物含量偏高。
3、采用EDTA碱洗，一、二段单独循环清洗且增加浸泡时间的清洗方式，对反渗透进行清洗，清洗后，一、二段压差基本恢复，清洗效果佳。
4、通过加强整套系统的杀菌，提升浓水反渗透进水水质，可有效提高浓水反渗透系统运行的稳定性。
参考文献：
[1]肖庆聪等反渗透膜在我国钢铁行业的应用 2011年第8期《工业水处理》
作者简介：
王保霞，女，大学本科学历，环境保护工程师；
段小冰，男，大学本科学历，环境保护工程师。