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反滲透純水設備清洗方法

發布日期:2011-4-23 閱覽數:2007次

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反滲透膜維護清洗
1.反滲透膜元件的污染與清洗
在正常運行一段時間后,反滲透膜元件會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染,這些污染中常見的是碳酸鈣沉淀、硫酸鈣沉淀、金屬非溶性天然有機物污染通常是由地表水或深井水中的營養物的分解而導致的。有機污染的化學機理很復雜,主要的有機組份或是腐植酸,或是灰黃霉酸。非溶性NOM被吸附到膜表面可造成RO膜元件的快速污染,一旦吸收作用產生,漸漸地結成凝膠或塊狀的污染過程就會開始。


2.微生物沉積:

       有機沉積物是由細菌粘泥、真菌、霉菌等生成的,這種污染物較難去除,尤其是在給水通路被完全堵塞的情況下。給水通路堵塞會使清潔的進水難以充分均勻的進入膜元件內。為抑制這種沉積物的進一步生長,重要的是不僅要清潔和維護RO系統,同時還要清潔預處理、管道及端頭等。對膜元件采用氧化性殺菌時,請與宜興市富華水處理設備有限公司技術支持部門聯系,使用認可的殺菌劑。


3.清洗液的選擇和使用

       選擇適宜的化學清洗藥劑及合理的清洗方案涉及許多因素。首先要與設備制造商、RO膜元件廠商或RO特用化學藥劑及服務人員取得聯系。確定主要的污染物,選擇合適的化學清洗藥劑。有時針對某種非凡的污染物或污染狀況,要使用RO藥劑制造商的專用化學清洗藥劑,并且在應用時,要遵循藥劑供給商提供的產品性能及使用說明。有的時候可針對具體情況,從反滲透裝置取出已發生污染的單支膜元件進行測試和清洗試驗,以確定合適的化學藥劑和清洗方案。為達到最佳的清洗效果,有時會使用一些不同的化學清洗藥劑進行組合清洗。典型地程序是先在低pH值范圍的情況下進行清洗,去除礦物質垢污染物,然后再進行高pH值清洗,去除有機物。有些清洗溶液中加入了洗滌劑以幫助去除嚴重的生物和有機碎片垢物,同時,可用其它藥劑如EDTA螯合物來輔助去除膠體、有機物、微生物及硫酸鹽垢,需要慎重考慮的是假如選擇了不適當的化學清洗方法和藥劑,污染情況會更加惡化。


4.化學清洗藥劑的選擇及使用準則

       選用的專用化學藥劑,首先要確保其已由化學供給商認定并符合用于海德能公司膜元件的要求。藥劑供給商的指導/建議不應與海德能公司此技術服務公告中推薦的清洗參數和限定的化學藥劑種類相沖突;假如正在使用指定的化學藥劑,要確認其已在此海德能公司技術服務公告中列出,并符合海德能公司膜元件的要求;采用組合式方法完成清洗工作,包括適宜的清洗pH、溫度及接觸時間等參數,這將會有利于增強清洗效果;在推薦的最佳溫度下進行清洗,以求達到最好的清洗效率和延長膜元件壽命的效果;以化學藥劑接觸次數進行清洗,對延續膜壽命有益;謹慎地由低至高調節pH值范圍,可延長膜元件的使用壽命。pH范圍為2~12;典型地、有效的清洗方法是從低pH至高pH溶液進行清洗。對油污染膜元件的清洗不能從低pH值開始,因為油在低pH時會固化;清洗和沖洗流向應保持相同的方向;當清洗多段反滲透裝置時,有效的清洗方法分段清洗,這樣可控制清洗流速和清洗液濃度,避免前段的污染物進入下游膜元件;用較高pH產品水沖洗洗滌劑可減少泡沫的產生;假如系統已發生生物污染,就要考慮在清洗之后,加入一個殺菌劑化學清洗步驟。殺菌劑必須可在清洗后立即進行,也可在運行期間定期進行連續加入一定的劑量。必須確認所使用的殺菌劑與膜元件相容,不會帶來任何對人的健康有害的風險,并能有效地控制生物活性,且成本低;為保證安全,溶解化學藥品時,切記要慢慢地將化學藥劑加入充足的水中并同時進行攪拌;從安全方面考慮,不能將酸與苛性物質混合。在要使用下一種溶液之前,從RO系統中徹底沖洗干凈滯留的前一種化學清洗溶液。


5.清洗液的選擇

       常規清洗液配方提供的清洗溶液是將一定重量的化學藥品加入到100加侖的潔凈水中。溶液是按所用化學藥品和水量的比例配制的。溶劑是RO產品水或去離子水,無游離氯和硬度。清洗液進入膜元件之前,要求徹底混和均勻,并按照目標值調pH值且胺目標溫度值穩定溫度。常規的清洗方法基于化學清洗溶液循環清洗一小時和一種任選的化學藥劑浸泡一小時的操作而設定的。


6.常規清洗液介紹

        2.0%檸檬酸的低pH清洗液。以于去除無機鹽垢、金屬氧化物/氫氧化物及無機膠體十分有效。
0.5%鹽酸低pH清洗液,主要用于去除無機物垢,金屬氧化物/氫氧化物,及無機膠體。這種清洗液比溶液1要強烈些,因為鹽酸是強酸。鹽酸的下述濃度值是有效的:。
0.1%氫氧化鈉高pH清洗液。用于去除聚合硅垢。這一洗液是一種較為強烈的堿性清洗液。


7.RO膜元件的清潔和沖洗程序

        RO膜元件可置于壓力容器中,在高流速的情況下,用循環的清潔水流過膜元件的方式進行清洗。RO的清洗程序完全取決于具體情況,必要時更換用于循環的清潔水。
RO膜元件的常規清洗程序如下:
在60psi或更低壓力條件下進行低壓沖洗,即從清洗罐中向壓力容器中泵入清潔水然后排放掉,運行幾分鐘。沖洗水必須是潔凈的、去除硬度、不含過渡金屬和余氯的RO產品水或去離子水。
在清洗罐中配制特定的清洗溶液。配制用水必須是去除硬度、不含過渡金屬和余氯的RO產品水或去離子水。溫度和pH應調到所要求的值。
啟動清洗泵將清洗液泵入膜組件內,循環清洗約一小時或是要求的時間。在起始階段,清洗液返回至RO清洗罐之前,將回流液排放掉,以免系統內滯留的水對清洗溶液造成稀釋。在5分鐘內,慢慢地將流速調節到設計流速的1/3。這可以減少由污物的大量沉積而造成的潛在污堵。在第二個5分鐘內,增加流速至設計流速的2/3,然后,再增加流速至設計的流速值。假如需要,當pH的變化大于1,就要重新調回到原數值。
根據需要,可交替采用循環清洗和浸泡程序。浸泡時間建議選擇1至8小時。要謹慎地保持合適的溫度和pH。
       化學清洗結束之后,要用清潔水進行低壓沖洗,從清洗裝置/部件中去除化學藥劑的殘留部分,排放并沖洗清洗罐,然后再用清潔水完全注滿清洗罐以作沖洗之用。從清洗罐中泵入所有的沖洗水沖洗壓力容器至排放。假如需要,可進行第二次清洗。
一旦RO系統已用貯水罐中的清潔水完全沖洗后,就可用預處理給水進行低壓沖洗。給水壓力應低于60psi,沖洗持續進行直至沖洗水干凈,且不含任何泡沫和清洗劑殘余物。通常這需要15~60分鐘。操作人員可用干凈的燒瓶取樣,搖勻,監測排放口處沖洗水中洗滌劑和泡沫的殘留情況。洗液的去除情況可用測試電導的方法進行,如沖洗水至排放出水的電導在給水電導的10~20%以內,可認為沖洗已接近終點;pH表也可用于測定,來比較沖洗水至排放出水與給水的pH值是否接近。
        一旦所有級段已清洗干凈,且化學藥劑也已沖洗掉,RO可重新開始置于運行程序中,但初始的產品水要進行排放并監測,直至RO產水可滿足工藝要求。為得到穩定的RO產水水質,這一段恢復時間有時需要從幾小時到幾天,尤其是在經過高pH清洗后。


8.反滲透膜的化學清洗與水沖洗

       清洗時將清洗溶液以低壓大流量在膜的高壓側循環,此時膜元件仍裝在壓力容器內而且需要專門的清洗裝置來完成該工作。
清洗反滲透膜元件的一般步驟:
一、用泵將干凈、無游離氯的反滲透產品水從清洗箱打入壓力容器中并排放幾分鐘。
二、用干凈的產品水在清洗箱中配制清洗液。
三、將清洗液在壓力容器中循環1小時或預先設定的時間。
四、清洗完成以后,排凈清洗箱并進行沖洗,然后向清洗箱中布滿干凈的產品水以備下一步沖洗。
五、用泵將干凈、無游離氯的產品水從清洗箱打入壓力容器中并排放幾分鐘。
六、在沖洗反滲透系統后,在產品水排放閥打開狀態下運行反滲透系統,直到產品水清潔、無泡沫或無清洗劑。
2、膜技術在電子工業純水制造中的應用
膜技術在電子工業純水制造中的應用
一、純水在電子元器件生產中的作用
  純水在電子工業主要是電子元器件生產中的重要作用日益突出,純水水質已成為影響電子元器件產品質量、生產成品率及生產成本的重要因素之一,水質要求也越來越高。在電子元器件生產中,高純水主要用作清洗用水及用來配制各種溶液、漿料,不同的電子元器件生產中純水的用途及對水質的要求也不同。
  在電器電容器生產中,鋁箔及工作件的清洗需用純水,如水中含有氯離子,電容器就會漏電。在電子管生產中,電子管陰極涂甫碳酸鹽,如其中混入雜質,就會影響電子的發射,進而影響電子管的放大性能及壽命,因此其配液要使用純水,在顯象管和陰極射線管生產中,其熒光屏內壁用噴涂法或沉淀法附著一層熒光物質,是鋅或其他金屬的硫化物組成的熒光粉顆粒并用硅酸鉀粘合而成,其配制需用純水,如純水中含銅在8ppb以上,就會引起發光變色;含鐵在50ppb以上就會使發光變色、變暗、閃光跳躍;含奇有機物膠體、微粒、細菌等,就會降低熒光層強度及其與玻殼的粘附力,并會造成氣泡、條跡、漏光點等廢次品。在黑白顯象管熒光屏生產的12個工序中,玻殼清洗、沉淀、濕潤、洗膜、管頸清洗等5個工序需使用純水,每生產一個晶體管需用純水80kg[1]。液晶顯示器的屏面需有純水清洗和用純水配液,如純水中存在著金屬離子、微生物、微粒等雜質,就會使液晶顯示電路發生故障,影響液晶屏質量,導致廢、次品。顯像管、液晶顯示器生產對純水水質的要求見表1。
表1 顯像管、液晶顯示器用純水水質


 
  在晶體管、集成電路生產中,純水主要用于清洗硅片,另有少量用于藥液配制,硅片氧化的水汽源,部分設備的冷卻水,配制電鍍液等。集成電路的產品質量及生產成品率關系很大。水中的堿金屬(K、Na等)會使絕緣膜耐壓不良,重金屬(Au、Ag、Cu等)會使PN結耐壓降低,Ⅲ族元素(B、Al、Ga等)會使N型半導體特性惡化,V族元素(P、As、Sb等)會使P型半導體特性惡化[2],水中細菌高溫碳化后的磷(約占灰分的20-50%)會使P型硅片上的局部區域變化為N型硅而導致器件性能變壞[3],水中的顆粒(包括細菌)如吸咐在硅片表面,就會引起電路短路或特性變差。
3反滲透系統運行-PLC自動控制
反滲透是一種膜分離技術,反滲透膜的孔徑與水分子基本一致,只有與水分子大小相仿的粒子能夠通過,其他粒子或雜質被分離出去,從而使原水得到凈化,工藝流程如圖1所示。
  隨著反滲透系統設備造價和運行費用的不斷降低,越來越多的行業(電力、石油、煤炭、化工等)都在使用反滲透系統生產各種工藝用脫鹽水,由于反滲透系統人工方式很難保證反滲透系統的長期穩定運行,因此采用PLC作為反滲透系統的自動控制設備就變得非常必要。本文結合實際,介紹一種反滲透PLC控制系統的編程方法,用來簡化系統的邏輯關系,提高PLC程序的易讀性。
  1 設計要點
  1.1 主要控制回路
  反滲透裝置的高壓泵進口裝有低壓保護開關,出口裝有高壓保護開關。高壓泵與水箱低液位連鎖。當高壓泵進口低壓開關動作時,系統會自動發出信號停止高壓泵的運行,保護高壓泵不在缺水情況下工作。當因其它的原因誤操作,使高壓泵的出口壓力超過某設定值時,高壓泵出口高壓保護會自動切斷高壓泵供電,保護系統不在超高壓下運行。
  反滲透的啟停保護。當反滲透投入運行時,為了防止高壓

 
泵突然起動升壓,采用出口電動慢開門緩慢提升壓力,使膜元件逐漸升壓至一定的壓力。當反
滲透停止使用時,延遲關閉進水電動閥,啟動反滲透沖洗泵,打開沖洗自動閥、濃水端自動排放閥和產水自動閥,自動沖洗5 10rain左右,以避免濃水中的高濃度鹽類在RO膜表面沉積結垢而影響膜的性能。
  1.2 主要控制對象及控制步序
  反滲透控制模式是一種基于時序的狀態轉換模式,具體轉換順序見表中的狀態列,共有lO個狀態,狀態轉換是不可跳躍的,上位機監控程序畫面中有系統啟動和系統停止兩個按鈕,觸發啟動按鈕后,狀態轉換開始,絕大多數轉換是定時發生的,只有在運行(二)狀態下,轉換才由按下停止按鈕來觸發。
  1.3 狀態轉換的實現
  通過以上分析,程序首先要建立基于定時觸發器的狀態轉換,如圖2。圖中所選定計時單位為0.1s,有輸入時,計時開始;計時到時,輸出線圈閉合;無輸入時,線圈斷開。所有狀態依次觸發,并全部保持,直到系統后一個狀態觸發,全部狀態均斷開。
  1.4 程序的動作輸出
  狀態時序形成以后對于確定設備的輸出動作是非常有幫助的,它可以使編程簡單化。例如,要確定進水閥的輸出就可以先看控制步序表的進水閥列,表明進水閥是在三個時間段里面是開的,其余是關的,并且后兩個時間段是連續的。那么,這三個時間段,用自然語言可以表示為:系統運行后,開機低壓沖洗未結束時或者預啟動結束而運行(二)未結束時。
4、反滲透系統故障排除方法
反滲透系統故障排除
  反滲透系統的故障現象主要有三類:透水量減少、鹽透過率增大以及壓降增大,反滲透系統出現故障會導致脫鹽率的下降和產品水量的降低,如果二者或其中之一緩慢地降低,則可能是污垢或水垢產生的常見現象,可以通過清洗反滲透系統來解決問題。
  1.評估反滲透系統機械和化學問題
  反滲透系統機械問題主要是O形圈的損壞、鹽水密封的損壞、泵的損壞、管道和閥門的損壞、不精確的儀表等。反滲透系統化學問題一是酸添加的不適當,高劑量的酸會損壞膜或引起基于硫酸鹽的結垢,低劑量會導致碳酸鹽或基于金屬氫氧化物的垢或污染;二是阻垢劑添加的不適當,高劑量可能導致污染,低劑量可能導致結垢。
  2.鑒定反滲透系統污染物
  一是分析進料液、鹽水和產品液的無機成分,總有機碳(TOC)、濁度、pH值、TDS、總懸浮固體(TSS)、SDI和溫度,其中SDI、TSS和濁度的測定能提供微粒物質污染的依據,TOC的測定可預示有機物的污染傾向;二是浸漬和分析反滲透系統進料液筒過濾器或SDI過濾器濾墊。
  3.反滲透系統核實儀表操作
  包括壓力表、流量計、pH計、電導率計、溫度計等,必要時重新校正。
  4.分析反滲透系統進料水化學條件的變化
  將現行的進料水分析和設計時的基準數據相比較,進料水化學條件的變化會產生增添預處理或更新原有預處理設備的需求。
  5.重新檢查反滲透系統的操作數據
  檢驗操作記錄、通量及脫鹽率的變化,考慮溫度、壓力、給水濃度、膜的年齡等對產量和脫鹽率的影響。
  6.選擇反滲透系統合適的清洗方案
  在清洗方案的選擇中,應考慮以下因素:膜的類型和清洗劑選擇的相容性,清洗設備的需求,系統的結構材料,污染物的鑒定等。
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      反滲透膜污染原因及特征
 
反滲透膜受到污染的主要原因是由金屬氧化物沉積引起的,常見的金屬氧化物有氫氧化鐵、氫氧化鋁和氧化錳等。還有微生物黏泥,水中的懸浮物與膠體物質在膜表面的沉積,以及碳氫化合物和硅酮基的油及脂類覆蓋膜面等.其特性如下表所示:


1:24hr內發生;2:2-3周以上發生;3:在無甲醛保護液情況下。
6反滲透膜性能下降原因及處理方法
反滲透膜的性能下降主要原因是由于膜表面受到了污染,如表面結垢,膜面堵塞;或是膜本身的物理化學變化而引起的。物理變化主要是由于壓實效應引起膜的透水率下降;化學變化主要是由于PH值的波動而引起的,如使醋酸纖維素膜水解;游離氯也會使芳香聚酰胺膜性能惡化。反滲透膜污染堵塞的主要原因是由于膜面沉積和微生物的滋長而引起的。其中微生物不公堵塞膜,并對醋酸纖維素有侵蝕損害作用。因此,在膜內必須保持一定的余氯0。1~0。5mg/L,而在芳香聚酰胺膜前余氯要小于0。1mg/L。
        反滲透膜的清洗處理是一個細微而又煩雜的工作,目前國產膜的質量還不夠高,多清洗膜易損壞。為了減輕清洗工作,必須要搞好前處理,嚴格把好水質關,否則“后患無窮”。
        處理的方法是:定期用0。1%甲醛溶液,或者100mg/L濃度的新詰爾滅循環清洗處理至少1小時。已經污染的膜要用2%檸檬酸銨溶液(PH=4~8)進行清洗,或用亞硫酸氫鈉、六偏磷酸鈉、稀鹽酸等來防止錳、鐵及碳酸鹽的結垢。有時也用酶洗滌劑對有機物進行清洗。清洗壓力0。34~0。98MPa(3。5~10kgf/cm2),清洗流速為原來水處理流速的2~3倍。
7反滲透膜化學清洗技巧
我國污水污染物排放標準的日趨嚴格、膜材料生產的大規模國產化,越來越多的膜技術應用于市政污水和各種工業污水的處理領域中,膜材料的清洗會直接影響膜的壽命和運行成本。

    對膜件的清洗一般分為物理清洗和化學清洗兩種,而化學清洗的頻次越高,對膜件的損傷越大,嚴重影響了膜系統的使用壽命。所以,相關技術人員很難掌握好膜系統的化學清洗。膜清洗頻率與預處理措施的完善程度是緊密相關的。預處理越完善,清洗間隔越長;反之,預處理越簡單,清洗頻率越高。一般膜清洗是遵循(10%法則)——當校正過的淡水流量200h運行(壓緊發生之后)的流量之比,降低了10%和(或)觀察到壓差上升了10%~20%就需進行清洗。盡可能在脫鹽率下降顯示出來以前采取措施。正規安排的保護性維護清洗不足以保護反滲透系統。譬如,由于預處理設備運行不正常,進水條件在短時間內就會發生變化。反沖洗對于防止大顆粒對某些形式反滲透膜模件的堵塞是有效的。但不是所有的污染都可通過簡單的反沖洗就能清除除掉,還需要有周期的化學清洗;瘜W清洗除需增加藥劑和人工費用外,還有個污染問題,所以也不可過頻繁,每月不應超過1~2次,每次清洗時間約1~2h;瘜W清洗系統通常包括一臺化學混合箱和與之相配的泵、混合器、加熱器等;瘜W清洗常是根據運行經驗來決定(可以根據每列設備壓降讀數與運行時間的關系曲線,或是依據產水量、淡水水質和膜的壓降等);瘜W清洗所用的藥劑和方法,需根據污染源來決定。下表可供參考,但更應重視和應用本單位的經驗。為了保證效果,在化學清洗前要進行沖洗。沖洗前先降壓,再用2~3倍正常流速的進水沖洗膜,靠流體的攪動作用將污物從膜面從膜面剝離并沖走。然后針對污染特征,選擇清洗液對膜進行化學清洗。為了保護反滲透模件,液溫不超過35·C。系統若停用5天以上,用甲醛沖洗后再投用。如果系統停用二周或更長一些時間,需用0。25%甲醛浸泡,以防微生物在膜中生長;瘜W藥劑每周更換一次。針對各種污染物采用的清洗劑詳見下表,由于各地水質不同,僅供參考


 
8反滲透設備的日常維護保養
 
1、保安過濾器進出口壓差升高(>0.15Mpa),則必須更換濾芯,以確保RO裝置正常運行。建議:每三天必須將濾芯取出檢查并清洗。濾芯更換周期視其進水水質而定。
2、定時定期記錄RO裝置各種運行參數。建議:每兩小時記錄RO裝置各運行參數一次。
3、隨著運轉時間增長,膜表面將附著沉淀物,影響透水量,就要定期清洗RO元件。若發現組件中每個膜元件的壓力將大于0.1Mpa要立即進行清洗(清洗由清洗系統完成)。按不同的污染狀況,有針對性的處理措施。具體清洗方法詳見《反滲透膜化學清洗方法》。
4、定時定期檢查檢驗電導率儀及各壓力表,使之正常準確地工作。
5、定時定期檢查電器控制系統,確保設備運行正常。
6、定時定期檢查高壓泵及RO前置泵,按保養手冊及時更換潤滑油。
7、反滲透裝置停機保養:
   1.RO裝置短期停機(不超過三天),每天必須用保安過濾器沖洗30分鐘并保證RO組件內充滿過濾水。
   2.RO裝置如長期停機(大于三天),應采用1%甲醛溶液,充滿RO組件,然后關閉所有閥門,且每月檢查一次。夏天,控制環境溫度以防霉變,冬季防凍,必要時可加入10-20%甘油。
   3.保存用水用反滲透淡水,甲醛應用化學試劑產品。
   4.當由復合膜組成的反滲透系統擬暫停使用達一周以上時,則系統應以1%的NaHSO3溶液進行浸泡,以防止細菌在膜面繁殖。
反滲透膜維護清洗
9反滲透膜的清洗
反滲透裝置在長期運行中,膜表面會逐漸積累各種污染物,如膠體、微生物、無機物垢、金屬氧化物等。這些物質沉積在膜表面上,會引起反滲透裝置性能的下降。為了恢復膜的性能,需對膜進行化學清洗和消毒。
1.清洗的判斷標準
反滲透系統運行過程中,必須密切注意系統的脫鹽率、濃水量、透過水量以及膜組件給水側進出口壓差的變化,盡早發現問題,并根據原水分析報告預測可能發生的污染,調整預處理方法和變更操作條件。當出現下列情形之一時需對膜元件進行化學清洗:①標準化后鹽的透過率增加10%~15%;②標準化后透過液流量降低10%~15%;③進水和濃水的壓差△p較基準狀況上升了15%(基準狀況為反滲透設備***初24~48h的操作參數或上次清洗后的操作參數),各段壓力差增加15%;④作為日常維護,一般在正常運行3~6個月后;⑤需長期停用,在用保護液進行保護前。
2.膜污染特征和清洗藥劑
(1)膜污染特征
反滲透膜面上常見的污染物有金屬氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、膠體、微生物、有機物等,不同的膜污染物表現出不同的特征,如表4—5所示。
(2)膜清洗劑
不同的膜生產廠商對上述污染物采用的清洗藥劑不完全相同。具體的清洗方式或專用清洗劑參照膜廠商的技術手冊。但一般來說,酸清洗除去無機沉淀物如金屬氧化物、碳酸鹽,pH值調至2~4;堿清洗除去有機物、微生物,一般pH值調至10~12。常用化學清洗試劑如下。
①酸HCl、H2S04、H3P04、檸檬酸、草酸等。其中檸檬酸較常用,其缺點是與
Fe2+形成難溶化合物,需要用氨水調節pH=4,使Fe2+形成易溶的鐵銨檸檬酸鹽來解決。
②堿有P03-4、C02-3和OH-等,對污染物有松弛、乳化和分散作用,與表面活性
劑一起對油、脂、污物和生物物質有去除作用;另外對Si02—也有一定的效果。
③螯合劑***常用的為EDTA,與Ca2+、Mg2-、Ba2+、Fe2+等形成易溶的絡合物,故對堿土金屬的硫酸鹽很有效,其他螯合劑有磷羧酸、葡萄糖酸等。
④表面活性劑可降低膜的表面張力,起濕潤、增溶、分散和去污作用,***常用的為非離子表面活性劑,如TritonX-100,但應注意目前復合膜與TritonX-100不相溶。
⑤酶主要有蛋白酶等,有利于有機物的分解。
3.清洗裝置
一般的清洗裝置由清洗箱、清洗泵、5~l0μm保安過濾器、管道、閥門和控制儀表(壓力表、流量表、溫度計)等組成。特殊要求時,清洗箱可裝上加熱或冷卻裝置,清洗流程如圖4—8所示。
(1)清洗箱
清洗箱應用耐腐蝕材料,如聚丙烯、玻璃鋼等制作。清洗箱的容積根據一次清洗的壓力容器的體積、清洗回路的管件和濾器等的容積來確定。
【例4-1】反滲透裝置有8個¢8”壓力容器,每個壓力容器內裝6個40”長的膜元件,試計算清洗箱的體積。
解:每個壓力容器的體積
8個壓力容器的容積V8=0.194×8=1.552m3。
假設使用DN80mm管徑30m清洗管道,管道內儲水的體積
總體積V=V8+Vp=1.552+0.151=1.703m3
考慮到未預見因素,總體積乘以系數1.2,即總體積V總=1.703×1.2=2.04m3
(2)清洗泵
清洗泵通常是316不銹鋼離心泵或玻璃鋼泵。清洗泵的揚程應考慮保安過濾器的壓降、管道的阻力損失等,一般選用壓力為0.3—0.5MPa。
膜廠商對不同規格的膜組件的清洗流速有一規定的范圍。如¢8”膜元件的清洗流量為6.8~9.1m3/h,壓力容器并聯4根,清洗泵流量為(6.8~9.1)×4=27.2~36.4m3/h。
(3)保安過濾器
該過濾器用以除去清洗下來的沉淀物。大小由清洗流量而定。
4.一般清洗步驟
①用反滲透產水配置清洗液,檢查溶液的pH值,在清洗之前,要確定所有的藥劑都溶解并攪拌均勻。
②溶液混合完畢后,以合適的流量和壓力開始清洗,清洗液在***初的幾分鐘排入地溝,然后再循環。,
③清洗過程中要注意清洗液的升溫情況,觀察清洗液顏色的變化,如清洗液變色或變得較渾濁,則需重新配置清洗液。在酸清洗時要注意pH值,如pH值升高o.5個單位,則必須再加酸。
④停泵,使元件浸泡在溶液中1h左右。
⑤再循環,時間為30~40min。
⑥清洗完畢后,以反滲透產水或預處理出水沖洗出殘余的清洗液。
⑦沖洗結束,按規定的運行方式運行,***初產水排放至少10min。
5.反滲透設備的清洗范例
參考下述的清洗條件、清洗順序、清洗藥劑量及藥液濃度后進行實施。
(1)清洗條件
①酸洗
a.檸檬酸洗凈2%水溶液;pH值2~4(用氨水溶液調整pH值);低壓,希望2kg/cm2以下;水溫常溫;時間1h/段,希望浸泡1夜。
b.草酸洗凈2%水溶液;pH值2~4(用氨水溶液調整pH值);低壓,希望2kg/cm2
以下;水溫常溫;時間1h/段,希望浸泡1夜。
②洗滌劑洗凈JS-200洗滌劑洗凈。5%水溶液(原液為100%);pH值7~10(用氨水溶液調整pH值);低壓,希望2kg/cm2以下;水溫常溫,希望為30~40℃;時間,1h/段,希望浸泡1夜。
(2)清洗順序
①第1日
a.酸洗酸洗液為檸檬酸2%水溶液,pH值2—4(用氨水溶液調整pH值);草酸0.2%水溶液,pH值2~4(用氨水溶液調整)。清洗順序為循環60min,浸泡30—60min,再循環30~60min,***后水洗。.
b.洗滌劑洗凈JS-200洗滌劑洗凈,5%水溶液,pH值7—10。清洗順序為循環60min,浸泡30—60min,再循環30~60min,浸泡1夜。
②第2日繼續用JS-200洗滌劑清洗,循環水洗60min。
注:可能的話希望能在清洗前進行事前浸泡。酸洗時也希望1夜浸泡。
(3)清洗液量計算(以8”膜元件18支為例)
每支膜元件酸洗液用量為40L,18支用量為720L。其中假定管道內液量80L;每支膜元件壓力容器液量(包含膜元件內的水量)為12L,18支為220L;洗凈水槽內液量為420L。
注:關于管道內液量要考慮實際設備的管線以及支管分布情況后實測計算。
(4)藥液使用量(以8”膜元件18支為例)
①檸檬酸用量=720×2%=14.4kg,25kg/袋,需1袋。
草酸用量=720×0.2%=1.44kg,25kg/袋,需1袋。
②氨水溶液,用于酸洗凈時調整pH值,25%水溶液,20kg/罐。
③了S-200''洗滌劑用量=720X5%=36L(將原液稀釋20倍)。
④NaOH水溶液,用于洗滌劑洗凈時調整pH值25%水溶液,20kg/罐。
⑤浸泡用藥液量5—10L/支(4”),20—40L/支(8”)。
注:酸洗凈所使用的氨液量可按0.1kg氨/lkg酸(以100%濃度換算)進行估算。
(5)冬季停機時的措施(包括防凍結措施)
①停機時將甘油10%水溶液及福爾馬林1%水溶液進行置換后再停機。
②對于野外露天裝置要將壓力容器用薄膜油布蓋住。
③藥液使用量假定水槽容積為500L、管道容積為80L、壓力容器(含膜元件)容積為220L。
甘油需要量=800X10%=80kg,如果每罐22kg,需要4罐。
福爾馬林800X1%/0.37=21.6kg。如水溶液濃度為37%,每罐20kg,需要1罐。
6.清洗效果
成功的清洗應能使膜組件進出口壓差明顯減小(接近初期水平或上次清洗后的水平),脫鹽率、透水量均有所恢復。如果清洗后沒有達到預期的效果,應及時與膜生產商和有關清洗公司聯系,對膜元件進行取樣分析,重新確定清洗方案。應該注意的是,反復進行沒有效果的清洗是有害的。
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      RO反滲透膜的污染及清洗原理
 
一、    常見的反滲透膜元件污染物    
    在正常運行一段時間后,反滲透元件會受到給水中可能存在的懸浮物質或難溶物質的污染,這些污染物中***常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機物或生物沉積物。      污染物的性質及污染速度與給水條件有關,污染是慢慢發展的,如果不在早期采取措施,污染將會在相對短的時間內損壞膜元件的性能。    
定期檢測系統整體性能是確認膜元件發生污染的一個好方法,不同的污染物會對膜元件性能造成的損害不同,清洗的方法也不同,因此正確地判斷引起膜元件污染的原因是膜清洗的基礎。   
二、    污染物的去除   
    污染物的去除可通過化學清洗和物理沖洗來實現,有時亦可通過改變運行條件來實現,作為一般的原則,當下列情形之一發生時應進行清洗。    
     當l標準化后的產水流量比上次清洗后減少了15%左右;    
     當標準化的產水水質比上次清洗后降低15%左右;l  
     當標準化后的壓降比上次清洗后增加15%左右;l
     在長期停用前;l
三、    膜元件的化學清洗與沖洗  .  
    清洗時將清洗溶液以低壓大流量在膜的高壓側循環,此時膜元件仍裝在壓力容器內,而且需要用專門的清洗裝置來完成該工作。清洗反滲透膜元件的一般步驟如下:
1     用泵將干凈、無游離氯的反滲透產品水從清洗箱(或相應水源)打入壓力容器中并排放幾分鐘
2     用干凈的產品水在清洗箱中配制清洗液。
3     將清洗液在壓力容器中循環1小時或預先設定的時間。對于8英寸壓力容器,流速應為133-151升/分鐘。
4     清洗完成以后,排凈清洗箱內的清洗液并進行沖洗,然后充滿干凈的產品水以備下一步沖洗。‑   
5     用泵將干凈、無游離氯的產品水從清洗箱(或相應水源)打入壓力容器中并排放幾分鐘,直至排水為中性。
6     沖洗完反滲透系統后,在產品水排放閥打開狀態下運行反滲透系統,直至產品水清潔、無泡沫或無清洗劑(通常需15-30分鐘)。

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