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硅清洗劑針對膜系統(tǒng)硅污染的解決方案

發(fā)布時間:2024/05/21
 [摘  要] 二氧化硅是天然水源中常見的無機物,也是許多水處理工藝過程中必須控制的污染物,尤其某些工業(yè)產(chǎn)生的廢水中二氧化硅的含量會更高。如果膜處理系統(tǒng)來水中的二氧化硅含量較高,會在膜元件表面形成一層硅質(zhì)膜,導(dǎo)致膜元件的通量下降。較高濃度的硅會對膜元件造成不可逆的污染,甚至?xí)斐赡さ拿擕}率下降。硅質(zhì)膜還會影響化學(xué)清洗和物理清洗的效果,常規(guī)的酸、堿清洗劑對二氧化硅污染物幾乎沒有效果。

PWT最新配方膜清洗劑 Lavasol 2為清洗二氧化硅的專用清洗劑,它是堿性清洗劑,是一種復(fù)合無機、有機化合物及螯合物的產(chǎn)品。當(dāng)膜元件被二氧化硅污堵時,使用本清洗劑可以安全有效的將污染物清除,能有效的恢復(fù)膜元件的透水性能,同時可避免對膜元件本身造成傷害。

[關(guān)鍵詞] 高鹽廢水;二氧化硅污染;二氧化硅清洗劑


1 項目概況

西北某化工廠的脫鹽水系統(tǒng)的反滲透濃水先與廠內(nèi)生產(chǎn)的廢水混合,經(jīng)過預(yù)處理和中水反滲透系統(tǒng)處理后,中水反滲透的濃水再進入高鹽濃水反滲透系統(tǒng)處理。高鹽濃水反滲透預(yù)處理設(shè)計了除硬工藝,進水硅含量波動較大,造成濃水反滲透膜元件經(jīng)常被二氧化硅污染,并且出現(xiàn)脫鹽率大幅下降的情況。即使新更換的膜元件后短時間內(nèi)也出現(xiàn)了產(chǎn)水流量大幅衰減、二段壓差上升和脫鹽率下降,常規(guī)化學(xué)清洗無法恢復(fù)膜元件性能?,F(xiàn)場使用PWT Lavasol 2高硅清洗劑清洗后,有效的恢復(fù)了膜元件通量,保證了系統(tǒng)運行穩(wěn)定。



2 工藝系統(tǒng)描述

2.1高鹽濃水系統(tǒng)工藝流程

高鹽濃水→(PAC、PAM、NaOH)高密池→機械過濾器→鈉床離子交換器→(阻垢劑、還原劑)保安過濾器→高壓泵→濃水反滲透(14:8排列,70%回收率)→產(chǎn)水水箱


2.2水質(zhì)數(shù)據(jù)



從以上水質(zhì)數(shù)據(jù)表可以看出:高鹽濃水經(jīng)過高密池加堿除硬和軟化鈉床除硬后,反滲透進水的硬度基本去除,碳酸鹽和硫酸鹽的結(jié)垢風(fēng)險非常低,而二氧化硅的含量高達(dá)69 mg/L,反滲透的回收率為70%時,濃水側(cè)二氧化硅含量達(dá)到210 mg/L左右,二氧化硅結(jié)垢污堵膜元件的風(fēng)險較高。

2.3問題的出現(xiàn)及分析

2.3.1反滲透運行狀態(tài)

濃水反滲透單套設(shè)計出力為70m3/h, 兩段14:8(6芯)排列。濃水反滲透運行一段時間后膜元件性能衰減嚴(yán)重,脫鹽率和產(chǎn)水流量都無法滿足生產(chǎn)要求。2023年9月份更換了新的膜元件,投加的是某國產(chǎn)阻垢劑,投加濃度為5ppm,新膜運行一個多月,依然出現(xiàn)了產(chǎn)水流量大幅衰減了45%以上,脫鹽率從97.75%大幅降低至91%,二段壓差明顯上升,最高至0.45Mpa, 膜性能衰減相當(dāng)明顯,說明膜系統(tǒng)已嚴(yán)重污堵了(運行數(shù)據(jù)見表2和圖1)。



2.3.2膜元件重量數(shù)據(jù)

打開濃水反滲透二段的一根容器端蓋,取出其中的膜元件,瀝水幾小時后稱重,二段膜元件重量在17.5-25Kg之間(見表3)。從重量來看,膜元件從水流方向依次增重,污染物較多,最多增重10kg以上。即使通過普通酸、堿化學(xué)清洗后,二段壓差亦無明顯變化,膜元件通量也無法有效恢復(fù)。




2.3.3污染物成份分析

取濃水反滲透二段最末端一支膜元件返廠進行了解剖,并取污染物進行了定量分析,二氧化硅占比達(dá)到43.81%,為主要污染物(見圖2和表4)。

實驗室對垢樣通過紅外圖譜解析,推測樣品的主成分為硅酸鹽類、N、 N’-六亞甲 基雙(氫氧化三丁基銨)物質(zhì)與氨基三亞甲基磷酸類物質(zhì)的混合物。



2.4解決方案

在明確濃水反滲透膜元件已被二氧化硅污染的情況下,采用了針對性的二氧化硅膜清洗劑 Lavasol 2。在清洗水箱中將清洗劑 Lavasol 2按照1:60 重量比加入反滲透產(chǎn)水或者除鹽水稀釋到清洗水箱之中,再使用氫氧化鈉調(diào)整pH 值至12.5~13.0,配制成清洗溶液對反滲透系統(tǒng)進行化學(xué)清洗。重點清洗反滲透二段膜元件,將清洗液循環(huán)6~12小時,浸泡6-12小時(循環(huán)和浸泡時間視污染物狀況而定),然后繼續(xù)大流量循環(huán)30分鐘以上進行化學(xué)清洗。通過PWT Lavasol 2 高硅清洗劑清洗,濃水反滲透一段壓差下降至0.1Mpa左右;二段壓差由0.45Mpa下降至0.1Mpa以內(nèi),反滲透產(chǎn)水量由35m3/h增大至52m3/h,膜元件通量恢復(fù)明顯。(運行數(shù)據(jù)詳見表5)




3 總結(jié)


PWT最新配方反滲透膜清洗劑 Lavasol 2,是一種復(fù)合無機、有機化合物及螯合物的產(chǎn)品。針對二氧化硅的污染,選用Lavasol 2堿性清洗劑,可以將二氧化硅污染物較好的清除,能有效的恢復(fù)膜元件的透水性能。為了在生產(chǎn)過程中控制水中的二氧化硅對膜造成污堵,可選擇PWT SpectraGuard 311 膜阻垢劑,其Dendrimer 樹枝狀聚合物擁有巨大的內(nèi)外表面積和巨量終端官能團,可以提供比其它膜阻垢劑更強大的阻垢載荷,尤其對SiO2、CaSO4、BaSO4控制更為有效。

在高鹽廢水系統(tǒng)中,選擇PWT SpectraGuard 311膜阻垢劑和Lavasol 2高硅清洗劑組合使用,即能有效控制二氧化硅和其它無機鹽污染物的污堵,又能有良好的對二氧化硅污染的清洗效果,使膜元件免遭硅污染之困,有效的延長膜的使用壽命,具有較好的經(jīng)濟效益。



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