硅清洗剂针对膜系统硅污染的解决方案

PWT最新配方膜清洗剂 Lavasol 2为清洗二氧化硅的专用清洗剂，它是碱性清洗剂，是一种复合无机、有机化合物及螯合物的产品。当膜元件被二氧化硅污堵时，使用本清洗剂可以安全有效的将污染物清除，能有效的恢复膜元件的透水性能，同时可避免对膜元件本身造成伤害。

[关键词] 高盐废水；二氧化硅污染；二氧化硅清洗剂

1 项目概况

西北某化工厂的脱盐水系统的反渗透浓水先与厂内生产的废水混合，经过预处理和中水反渗透系统处理后，中水反渗透的浓水再进入高盐浓水反渗透系统处理。高盐浓水反渗透预处理设计了除硬工艺，进水硅含量波动较大，造成浓水反渗透膜元件经常被二氧化硅污染，并且出现脱盐率大幅下降的情况。即使新更换的膜元件后短时间内也出现了产水流量大幅衰减、二段压差上升和脱盐率下降，常规化学清洗无法恢复膜元件性能。现场使用PWT Lavasol 2高硅清洗剂清洗后，有效的恢复了膜元件通量，保证了系统运行稳定。

2 工艺系统描述

2.1高盐浓水系统工艺流程

高盐浓水→（PAC、PAM、NaOH）高密池→机械过滤器→钠床离子交换器→（阻垢剂、还原剂）保安过滤器→高压泵→浓水反渗透（14:8排列，70%回收率）→产水水箱

2.2水质数据

从以上水质数据表可以看出：高盐浓水经过高密池加碱除硬和软化钠床除硬后，反渗透进水的硬度基本去除，碳酸盐和硫酸盐的结垢风险非常低，而二氧化硅的含量高达69 mg/L，反渗透的回收率为70%时，浓水侧二氧化硅含量达到210 mg/L左右，二氧化硅结垢污堵膜元件的风险较高。

2.3问题的出现及分析

2.3.1反渗透运行状态

浓水反渗透单套设计出力为70m³/h, 两段14:8（6芯）排列。浓水反渗透运行一段时间后膜元件性能衰减严重，脱盐率和产水流量都无法满足生产要求。2023年9月份更换了新的膜元件，投加的是某国产阻垢剂，投加浓度为5ppm，新膜运行一个多月，依然出现了产水流量大幅衰减了45%以上，脱盐率从97.75%大幅降低至91%，二段压差明显上升，最高至0.45Mpa, 膜性能衰减相当明显，说明膜系统已严重污堵了（运行数据见表2和图1）。

2.3.2膜元件重量数据

打开浓水反渗透二段的一根容器端盖，取出其中的膜元件，沥水几小时后称重，二段膜元件重量在17.5-25Kg之间（见表3）。从重量来看，膜元件从水流方向依次增重，污染物较多，最多增重10kg以上。即使通过普通酸、碱化学清洗后，二段压差亦无明显变化，膜元件通量也无法有效恢复。

2.3.3污染物成份分析

取浓水反渗透二段最末端一支膜元件返厂进行了解剖，并取污染物进行了定量分析，二氧化硅占比达到43.81%，为主要污染物（见图2和表4）。

实验室对垢样通过红外图谱解析，推测样品的主成分为硅酸盐类、N、 N’-六亚甲 基双（氢氧化三丁基铵）物质与氨基三亞甲基磷酸类物质的混合物。

2.4解决方案

在明确浓水反渗透膜元件已被二氧化硅污染的情况下，采用了针对性的二氧化硅膜清洗剂 Lavasol 2。在清洗水箱中将清洗剂 Lavasol 2按照1:60 重量比加入反渗透产水或者除盐水稀释到清洗水箱之中，再使用氢氧化钠调整pH 值至12.5~13.0，配制成清洗溶液对反渗透系统进行化学清洗。重点清洗反渗透二段膜元件，将清洗液循环6~12小时，浸泡6-12小时（循环和浸泡时间视污染物状况而定），然后继续大流量循环30分钟以上进行化学清洗。通过PWT Lavasol 2 高硅清洗剂清洗，浓水反渗透一段压差下降至0.1Mpa左右；二段压差由0.45Mpa下降至0.1Mpa以内，反渗透产水量由35m³/h增大至52m³/h，膜元件通量恢复明显。（运行数据详见表5）

3 总结

PWT最新配方反渗透膜清洗剂 Lavasol 2，是一种复合无机、有机化合物及螯合物的产品。针对二氧化硅的污染，选用Lavasol 2碱性清洗剂，可以将二氧化硅污染物较好的清除，能有效的恢复膜元件的透水性能。为了在生产过程中控制水中的二氧化硅对膜造成污堵，可选择PWT SpectraGuard 311 膜阻垢剂，其Dendrimer 树枝状聚合物拥有巨大的内外表面积和巨量终端官能团，可以提供比其它膜阻垢剂更强大的阻垢载荷，尤其对SiO₂、CaSO₄、BaSO₄控制更为有效。

在高盐废水系统中，选择PWT SpectraGuard 311膜阻垢剂和Lavasol 2高硅清洗剂组合使用，即能有效控制二氧化硅和其它无机盐污染物的污堵，又能有良好的对二氧化硅污染的清洗效果，使膜元件免遭硅污染之困，有效的延长膜的使用寿命，具有较好的经济效益。