反渗透保安过滤器折叠滤芯清洗再生研究及应用

姜宝安，刘家节

(1天津正达科技有限责任公司，天津 300308；2.中海油天津化工研究设计院有限公司，天津 300131)

引 言

保安过滤器用于反渗透等膜过滤设备的前级，滤除水中细小物质，确保过滤精度、保护膜元件不受损坏。滤芯有烧结、熔喷式纤维、折叠、绕线等形式，在运行过程中来水中的机械颗粒、微生物、胶体等会逐渐被保安过滤器截流[1]。造成通量降低、跨膜压差升高，所以需要定期更换滤芯。折叠滤芯具有通量大、压差低、体积小的优点。但是其价格高，过滤容积小，易污堵。一次性报废，增加企业成本。某化工厂脱盐水装置采用离线清洗设备及药剂清洗滤芯，取得了良好效果。

1 现场工艺流程，保安过滤器滤芯状况分析

1.1 现场工艺流程及处理方案

某化工厂脱盐水装置流程如下。市政水经自清洗过滤器后进入超滤装置，超滤产水进入超滤产水箱，超滤产水经供水泵后投加还原剂、阻垢剂经过一级保安过滤器进入一级RO装置，产水进入反渗透产水箱，浓水进入一级浓水箱。一级浓水经二级保安过滤器后进入浓水反渗透，产生的浓水排放，产水进入反渗透产水箱，反渗透产水经离子交换后外供。装置设有一级保安过滤器3套，浓水保安过滤器1套，每套额定处理水量均为300 t/h,每套装有40寸5 μm聚丙烯大通量折叠滤芯6支，合计24支。过滤器压差达到0.1 MPa以上时，更换滤芯。

1.2 滤芯污染物分析

一级保安过滤器失效滤芯呈红棕色，表面无滑腻感，有铁锈气味。浓水保安过滤器失效滤芯呈黄色，表面滑腻，有腥臭气味，污染物烘干灼烧后有蛋白质燃烧的特殊臭味。依据HG/T3610-2000工业循环冷却水污垢和腐蚀产物分析方法规则分析一级保安过滤器滤芯垢样中氧化铁比例最大为64.9%，以铁污染为主；二级保安过滤器滤芯以垢样中550 ℃灼烧失重比例最大，为67.3%。以微生物污染为主。

2 滤芯清洗再生方案

2.1 滤芯清洗再生设备

清洗装置及流程如下。将滤芯浸泡到清洗箱中，滤芯出水口通过卡箍与管道连接，管道接到清洗泵，出水返回到清洗水箱，滤芯出口管路设有压力表，清洗水泵出口设有流量计，以监测清洗过程参数。设有调压阀来控制清洗流速和压力。将工段的净化风引导清洗箱底部滤芯处，鼓泡搅拌，强化清洗效果。

2.2 清洗过程及清洗剂评价方法

将滤芯浸入含清洗剂的清洗箱中，加上抱箍，启动清洗泵，调节调节阀使压力表维持在为-20 kPa左右，开启净化风鼓泡搅动。期间每30 min记录pH、浊度、压力、流量变化。并投加适量的清洗剂维持pH到预定值，调节阀门使压力维持在-20 kPa。当30 min内流量增长量小于等于0.2 m3/h时，关闭清洗泵，停止清洗，排空清洗液拆下滤芯，清洗结束。将清洗结束时增加的流速作为清洗剂效果的判定指标；将清洗结束的时间，作为清洗速度判定指标[1]。

2.3 清洗剂筛选实验

滤芯清洗方式有酸洗、碱洗、络合清洗、杀菌清洗等。一级保安过滤器滤芯以铁的氧化物污堵为主，因此应强化酸洗；浓水保安过滤器滤芯以微生物污染为主，应以碱洗和杀菌清洗为主。

2.3.1 酸性清洗剂的筛选

我们选取盐酸、柠檬酸、TS-8428作为三种备选药剂进行清洗实验。

实验条件：清洗液温度为25 ℃。pH为1.5～1.7。压力为-20 kPa。

实验滤芯为一级保安过滤器报废滤芯。结果如表1所示。

清洗流速增量,盐酸为16.0 m3/h,柠檬酸为

表1 酸性清洗剂实验数据

13.8 m3/h，TS-8428为17.1 m3/h。清洗效果以TS-8428最佳，柠檬酸最差。清洗用时，盐酸为150 min,柠檬酸为270 min，TS-8428为150 min。清洗速度以TS-8428、盐酸最佳，柠檬酸最差。

2.3.2 碱性清洗剂的筛选

碱性清洗剂A主要由三聚磷酸钠、氢氧化钠组成；碱性杀菌剂B主要由表面活性剂、EDTA·4Na、氢氧化钠组成；TS-857是由非氧化性杀菌剂、渗透剂JFC、增效剂、氢氧化钠等复配而成，具有杀菌、剥离、除有机物等作用，综合性能良好。选取这三种剂进行清洗实验。

实验条件：清洗液温度为25 ℃。pH为12.2～12.4。压力为-20 kPa。

实验滤芯为浓水保安过滤器报废滤芯。结果如表2所示。

清洗流速增量,清洗剂A为11.9 m3/h,清洗剂B为7.9 m3/h，TS-857为14.2 m3/h。清洗效果以TS-857最佳，清洗剂B最差。清洗用时，清洗剂A为210 min,清洗剂B为120 min，TS-857为240 min。虽然TS-857较慢。但清洗效果最佳。所以我们选择酸性清洗剂TS-857作为浓水保安过滤器滤芯的清洗剂。

表2 碱性清洗剂实验数据

3 清洗实际效果及总结

采用此滤芯清洗方案后，每支滤芯使用寿命周期内能清洗2次～3次。装置消耗滤芯数量由每年300支左右，降为80支左右；同时清洗设备结构简

单，操作方便、体积紧凑，成本低廉；清洗采用的清洗剂TS-8428和TS-857具有安全高效的优点。为企业减少了大量工业垃圾，节约了耗材成本。取得了较好的经济效果。