硅清洗劑針對膜系統(tǒng)硅污染的解決方案

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，是一種復合無機、有機化合物及螯合物的產(chǎn)品。當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，能有效的恢復膜元件的透水性能，同時可避免對膜元件本身造成傷害。

[關鍵詞] 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。高鹽濃水反滲透預處理設計了除硬工藝，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)化學清洗無法恢復膜元件性能?，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)垢風險非常低，而二氧化硅的含量高達69 mg/L，反滲透的回收率為70%時，濃水側(cè)二氧化硅含量達到210 mg/L左右，二氧化硅結(jié)垢污堵膜元件的風險較高。

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, 膜性能衰減相當明顯，說明膜系統(tǒng)已嚴重污堵了（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。

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。