最全|反渗透膜元件的清洗方法和步骤

http://www.water.hc360.com2020年05月12日15:34 来源:慧聪水工业网整理T|T

    慧聪水工业网 反渗透技术是一项成熟的脱盐技术,被广泛应用于饮用水深度处理、工业废水回用、苦咸水脱盐、海水淡化等水处理领域。

    确认膜元件受污染

    反渗透膜系统在正常运行一段时间后,膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染,污染性质和污染速度取决于各种因素,如给水水质和系统回收率。通常污染是渐进发展的,若不尽早控制,污染将会在短时间内对膜元件进行损坏。因此,当确认膜元件已被污染,或是在长期停机之前,或是作为定期日常维护,都建议对膜元件进行清洗。

    当反渗透系统(或装置)出现以下症状时,需要进行化学清洗或物理冲洗:

    在正常给水压力下,产水量较正常值下降10~15%;

    为维持正常的产水量,经温度校正后的给水压力增加10~15%;

    产水水质降低10~15%,透盐率增加10~15%;

    给水压力增加10~15%;系统各段之间压差明显增加。

    进水和浓水的压差较基准状况上升了15%,各段压力差增加了15%

    保持稳定的运行参数,主要是指产水流量、产水背压、回收率、温度及TDS。如果这些运行参数起伏不定,建议检查是否有污染发生,或者在关键运行参数有变化的前提下反渗透的实际运行是否正常。

    定时监测系统整体性能是确认膜元件是否已发生污染的基本方法。

    当膜元件仅仅是发生了轻度污染时,重要的是清洗膜元件。重度污染会因阻碍化学药剂深入渗透至污染层,影响清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%,很难清洗恢复到膜系统初始性能。

    已受污染的反渗透膜的清洗周期根据现场实际情况而定。正常的清洗周期是每3-12个月一次。如果在1个月内清洗一次以上,需要改善预处理,例如追加投资或重新设计膜系统;如果清洗反渗透纯水设备周期在1-3个月一次,应侧重于调整和优化现有系统的运行参数。即使系统长期没有发生污染,为了能够更好的保证系统正常运行,一般可考虑每6个月进行1次化学清洗。

反渗透膜污染特征及处理方法

反渗透膜污染特征及处理方法

    不同污染物应采用不同的清洗药剂。污染发生时通常不是只有一种污染物,因此常规化学清洗需要包括低pH值清洗和高pH值清洗两大步骤。选用哪个清洗剂进行化学清洗,可以按以下方法判断:

    -按反渗透进水水质判断;

    -进行全系统膜元件清洗之前,可以从系统中取出一、两支膜元件,通过进行清洗试验,选择最佳的清洗药品。

    一般来说,清洗方法是采用低pH和高pH的清洗液交替清洗(应先低pH后高pH值清洗)。先酸洗后碱洗,或者只采用一种药剂清洗,例如地下水源的铁污染,采用简单的低pH清洗即可。有时清洗液中加入洗涤剂以便去除微生物和有机污染物;有些加入螯合剂如EDTA,以便更好地去除胶体、有机物、微生物和硫酸盐垢。如果选择清洗剂不当,或清洗顺序不当,可能会使污染恶化。

    当然,在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触,如果发生这种接触,将会造成膜元件性能下降,而且再也无法恢复其性能,在管路或设备杀菌之后,应确保送往反渗透膜元件的给水中无游离氯存在。在无法确定是否有游离氯时,应通过化验来确证。应使用亚硫酸氢钠溶液来中和残余氯,并确保足够的接触时间以保证反应完全。同时,在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂,因为如果使用可能会造成膜元件的不可逆转的污染。

反渗透技术

反渗透清洗系统工艺流程图

    清洗液的选择和使用

    选择适宜的化学清洗药剂及合理的清洗方案涉及许多因素。

    首先要与设备制造商、RO膜元件厂商或RO特用化学药剂及服务人员取得联系。确定主要的污染物,选择合适的化学清洗药剂。有时针对某种特殊的污染物或污染状况,要使用RO药剂制造商的专用化学清洗药剂,并且在应用时,要遵循药剂供应商提供的产品性能及使用说明。有的时候可针对具体情况,从反渗透装置取出已发生污染的单支膜元件进行测试和清洗试验,以确定合适的化学药剂和清洗方案。

    为达到最佳的清洗效果,有时会使用一些不同的化学清洗药剂进行组合清洗。

化学清洗药剂

    典型的程序是先在低pH值范围的情况下进行清洗,去除矿物质垢污染物,然后再进行高pH值清洗,去除有机物。有些清洗溶液中加入了洗涤剂以帮助去除严重的生物和有机碎片垢物,同时,可用其它药剂如EDTA螯合物来辅助去除胶体、有机物、微生物及硫酸盐垢。

    需要慎重考虑的是如果选择了不适当的化学清洗方法和药剂,污染情况会更加恶化。

化学清洗药剂

    上表对应的常见清洗液如下:

化学清洗药剂

表2常规清洗液配方(以100加仑,即379升为基准)

    常规清洗液介绍

    溶液1:

    2.0%(W)柠檬酸(C6H8O7)的低pH(pH值为3~4)清洗液。以于去除无机盐垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等)、金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等)及无机胶体十分有效。

    溶液2:

    0.5%(W)盐酸低pH清洗液(pH为2.5),主要用于去除无机物垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等),金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等),及无机胶体。这种清洗液比溶液1要强烈些,因为盐酸(HCl)是强酸。盐酸的下述浓度值是有效的:(18°波美=27.9%,20°波美=31.4%,22°波美=36.0%)。

    溶液3:

    0.1%(W)氢氧化钠高pH清洗液(pH为11.5)。用于去除聚合硅垢。这一洗液是一种较为强烈的碱性清洗液。

    反渗透膜元件 化学清洗步骤:

    (1)根据污染物选择清洗剂。用膜产水作溶剂,配制相应规定浓度、规定量的清洗液。应确保在进入元件循环之前,所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。

    (2)确保管路阀门开、闭正确。

    (3)开清洗泵,低流量输入清洗液,到膜元件中原水全部被排放为止。

    (4)循环。当原水被置换掉后,管路中就应该出现清洗液,让清洗液循环返回清洗液水箱。循环清洗液时及时添加药品,保证清洗液不发生变化。

    (5)浸泡。停止清洗泵的运行,让膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡时间1-15小时(浸泡过夜将更好)。为了维持浸泡过程的温度,可采用很低的循环流量。浸泡时间随污染严重程度而定,对于轻度污染,浸泡1-2小时足够。

    (6)高流量水泵循环。高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的染物。

    (7)冲洗。用清水冲洗清洗液,直到清洗被完全排到为止。

    (8)重新启动系统。必须等待元件和系统达到稳定后,记录系统重新启动后的参数,清洗后系统性能的时间取决于原先污染的程度,为了获得最佳的性能,有时需要多次的清洗和浸泡步骤。

    清洗反渗透膜元件的一般步骤

    一、用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。

    二、用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。

    三、将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。

    四、清洗完成以后,排净清洗箱并进行冲洗,然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。

    五、用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。

    六、在冲洗反渗透系统后,在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统,直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂(通常15~30分钟)。

    常见问题解答

    反渗透系统应多久清洗一次? 

    一般情况下,当标准化通量下降10~15%时,或系统脱盐率下降10~15%,或操作压力及段间压差升高10~15%,应清洗RO系统。清洗频度与系统预处理程度有直接的关系,当SDI15<3时,清洗频度可能为每年4次;当SDI15在5左右时,清洗频度可能要加倍但清洗频度取决于每一个项目现场的实际情况。

    反渗透膜元件一般能用几年? 

    膜的使用寿命取决于膜的化学稳定性、元件的物理稳定性、可清洗性、进水水源、预处理、清

    洗频率、操作管理水平等。根据经济分析通常为5年以上。

    不作系统冲洗,最长允许停机多久? 

    如果系统使用阻后剂,当水温在20~38℃之间,大约4小时;在20℃以下时,大约8小时;如果系统未用阻垢剂,约1天。

    怎样知道膜是否已受到污染? 

    以下是污染的常见症状: 

    在标准压力下,产水量下降; 

    为了达到标准产水量,必须提高运行压力; 

    进水与浓水间的压降增加; 

    膜元件的重量增加;

    膜脱除率明显变化(增加或降低);

    当元件从压力容器内取出时,将水倒在竖起的膜元件进水侧,水不能流过膜元件,仅从端面溢出(表明进水流道完全堵塞)。

    反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法:

    RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×100%

    RO膜的脱盐率=(1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量)×100%

    RO膜的透盐率=100%–脱盐率

责任编辑:童志威

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