超滤膜处理石化污水后的清洗方法

　　中石油广西石化分公司的石油炼制污水，采用隔油、调节、气浮、A/O生化和高密度沉淀等工艺处理后，一部分污水再采用砂滤和双膜法(超滤膜+膜)进行深度处理，深度处理后的产水与部分砂滤产水混合后，作为补水回用于循环冷却补水系统。由于石化污水水质复杂、水量波动较大，因此，当生化系统受到冲击时，很容易造成超滤进水水质的波动，从而引起超滤膜的污染。为此笔者以超滤膜为研究对象，分析了造成超滤膜污染的主要原因，并制定了清洗方案，对清洗前后的跨膜压差和产水流量进行了比较，找出了适合该水质条件的清洗方法。

　　1试验部分

　　1.1工艺流程

　　该污水处理场采用双膜法处理生化处理后的石化污水，其工艺流程见图1。超滤系统共2套，每套含70支膜芯，超滤膜为荷兰诺瑞特SXL-225FSFC型内压式膜组件，膜材质为聚醚砜和聚乙烯吡咯酮共混材料，膜面积为40m3，中空纤维内径为0.8mm，截留颗粒的最小直径为0.025μm，产水膜通量(20℃)≤50L/(m2•h)，系统回收率≥95%。

　　1.2超滤膜进水水质

　　超滤膜进水水质见表1。

　　1.3清洗剂

　　酸洗药剂：包括柠檬酸、草酸和盐酸等，使用时配成质量分数为1%的溶液，主要用于去除污垢沉积物和金属氧化物，尤其是铁沉淀污染物。碱洗药剂：包括NaOH和Nalco公司的PC-98膜清洗液。NaOH使用时配成质量分数为0.1%的溶液，主要用于清洗有机物和微生物污染;PC-98膜清洗剂使用时配成质量分数为0.1%的溶液，其主要成分为表面活性剂、高效络合剂、碱洗助剂，用于去除蛋白、油污、胶状污染物和其他有机残余物以及钙、铁、镁等离子形成的无机污染。其他药剂：NaClO溶液，使用时配成500mg/L的溶液，用于清除有机物和微生物污染。

　　1.4膜清洗方法及步骤

　　根据经验确定了对超滤膜的清洗方案，见表2。

　　通过加入HCl以维持清洗液的pH。

　　1.5分析方法

　　垢样成分分析：取一定质量清洗下来的垢样，先在105℃的烘箱中烘干12h，称重;再经过925℃的高温灼烧后，称重;处理后的垢样用X射线荧光元素分析仪进行成分分析。

　　铁含量测定：采用邻菲啰啉分光光度法在721可见分光光度计上进行测定。

　　2结果与讨论

　　2.1污染物分析

　　碱洗过程清洗出的污染物呈丝状，X射线荧光元素分析结果表明，该丝状物主要由53%的有机物和/或微生物和35%的铁沉积物组成。

　　酸洗过程清洗出的污染物主要是铁的沉积物，3种方法清洗出的污染物(以铁计)分别为181.6、260、400mg/L，这表明在相同使用浓度下，草酸的清洗效果要明显好于柠檬酸。

　　2.2清洗前后超滤系统跨膜压差变化

　　清洗前后超滤系统的跨膜压差变化如图2所示。从图2可以看出，3种清洗方法都是有效的，并且方法c的效果最好，超滤系统的跨膜压差从0.095MPa下降到0.029MPa。

　　2.3清洗前后超滤系统产水流量变化

　　超滤系统清洗前后产水流量的变化见图3。

　　由图3可知，按3种不同方法清洗后，超滤系统的产水流量均有不同程度的提高，其中方法c清洗后的系统产水流量从之前的125m3/h上升至167.7m3/h，效果最好。相比之下，方法a和方法b的产水流量提高不多。对比图2与图3还可以看出：由于有机物/微生物和无机物是形成超滤膜垢的主要污染物，因此传统的碱洗+氧化药剂达不到最佳的效果。而辅以由表面活性剂、高效络合剂、碱洗助剂组成的PC-98膜清洗剂，则可以有效清洗出膜表面的生物黏泥和微生物。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

　　3结论

　　(1)从对超滤膜酸/碱洗清洗过程中和反洗出的污染物，以及对丝状物的垢样分析可以知道，超滤膜的污染物主要是铁的污染物、有机物和/或微生物，同时也说明了铁离子对超滤系统的稳定运行起至关重要的作用。

　　(2)超滤进水中的有机物/微生物和无机物是形成膜垢的主要组成，形成了有机物和无机盐相互覆盖的污染物。单靠碱洗不能达到最佳的清洗效果，酸、碱洗需结合使用。

　　(3)从清洗后的压差和产水流量上看，由表面活性剂、高效络合剂、碱洗助剂组成的PC-98膜清洗剂，可以有效清洗出膜表面的生物黏泥和微生物。

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