荆州市清源净化设备有限公司

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海德能反渗透膜污染与清洗

1 清洗特别提示

本节内容适用于4、6、8、8.5 英寸直径的复合聚酰胺反渗透和纳滤膜元件。

 

聚酰胺反渗透膜元件在任何情况下均不得与游离氯接触,游离氯氧化膜元件将使造成永久性的损伤。

      因此,在进行管路和设备灭菌操作、 使用清洗剂与储存保护剂之后均应特别注意膜系统给水中是否含有游离氯。如不确定则应进行相应检测,如存在游离氯残留物,可使用亚硫酸氢钠(SBS)将其还 原,并满足反应时间以保证氧化还原反应充分进行。游离氯=1.0PPm 时需添加亚硫酸氢钠(SBS) 1.8-3.0ppm。

反渗透膜元件在质量担保期内,建议每次膜元件的清洗应首先与海德能公司取得联系,协商后再进行。

在清洗溶液中,应避免使用阳离子表面活性剂及两性表面活性剂。使用这些药品与膜元件接触后,可能导致膜元件产水量不可逆转的下降。


2 膜污染

      在系统正常运行一段时间后,反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的 污染,这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM 天然有机物质、合成有机物(如:阻垢剂/分散剂,阳离子聚合电解质)、微生物(藻类、霉菌、真菌)等。

      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,如不尽早控制,污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。当膜元件确证已被污染,或是在长期停机之前,或是作为定期日常维护,建议对膜元件进行清洗。

当反渗透系统(或装置)出现以下问题时,需要进行化学清洗或物理冲洗:



在正常的给水压力条件下,温度矫正后产水量较正常值下降10-15%;

为维持正常的产水量,经温度矫正后的给水压力增加了10-15%;


产水水质降低了10-15%,透盐率增加了10-15%;


给水压力增加了10-15%;


系统各段之间压差明显增加(可能没有仪表监测该参数)。


在运行数据未标准化的情况下,如果关键参数没有改变,上述清洗原则依然可以适用。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,强烈建议标准化数据以确定是否有污染发生,或者在关键运行参数有变化的之前确认反渗透系统实际运行是否正常。海德能公司提供标准 化软件ROdata.xls,可从海德能公司网站(www.membranes.com)上下载。

 

      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。污染对膜元件的影响是渐进的,并且 影响的程度取决于污染的性质。表-1《反渗透系统故障诊断一览表》列出了常见的污染现象及其对膜性能的影响。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 个月以内清洗一次以上,就需要对反渗透预处理系统作进一步调整和改善,如追加投资,或冲洗进行反渗透系统设计。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

运行单位应该通过严格的系统管理来控制RO 装置内的生物繁殖,因为很多杀菌剂都可以在短时间内杀灭系统内的生物,同时杀菌剂也能改变生物粘泥层的透水性,清洗后的系统产水量能够得到有效的恢复,但 这并不意味着膜元件的性能得到完全恢复,生物粘泥层仍然在膜元件的给水通道内,这些物质将为新的微生物繁殖提供条件,同时膜元件两端的压力差,而将生物粘 泥从膜表面剥离是一件非常困难的工作,因此系统生物活性控制是RO 系统管理非常重要的任务之一。

在线与离线化学清洗

在线清洗是指将膜元件放置在原有膜壳内,直接进行的化学清洗,它是大多数系统采用的主要化学清洗方式,它主要具备以下特点:

(1) 无需拆卸膜壳、工作量小。

(2) 清洗效率高、清洗时间短,能够快速恢复RO 设备的运行能力。

(3) 在线清洗存在交叉污染。

离线清洗是指,从RO 装置中取出1 支膜元件,采用独立的清洗装置进行的化学清洗。离线清洗主要有以下特点:

(1) 对系统中出现问题的膜元件进行针对性的清洗处理。

(2) 大型系统进行清洗前,检验已制定清洗方案的有效性,观察不同清洗药品的效果,并确定最终实施的清洗方案。

(3) 离线清洗能避免前段膜元件的污染物污染后段膜元件。

(4) 在小型系统清洗中,单支膜元件的清洗方式可以增强化学清洗的效果。

(5) 当系统严重堵塞,在线清洗压差过大,流速低时可采用离线清洗方式恢复性能。

(6) 离线化学清洗每次仅能处理1 只膜元件,效率低、耗时长。

 

6 针对清洗的设计要点

(1) 进水泵需要满足正常运行时的进水流量(进水流量=产水流量+浓缩水流量),同时也必须满足清洗流量的要求。

(2) 由于RO 系统运行时采用较高回收率,因此浓水流量相对很小。而清洗作业时,要求低压高流量,几乎全部进水都从浓水管路排出,所以设计浓水管路和阀门时不仅要考虑运 行时的流量也要考虑清洗时的流量需要,如果仅仅考虑运行时的流量来设计管路和阀门,清洗时浓水管路以及浓水阀门处的压降升高,就有可能达不到要求的流量或 超过清洗要求压力。当然,也可以考虑另外设置清洗专用管路。

(3) 选定流量计时要考虑到可以读取清洗时的******流量。

(4) 图-3 中描述了多段RO 系统的管路设计情况,为了能够更有效的清洗膜元件,系统的设计有必要按可分段清洗进行管路设计。首先,对于多段系统来说,段数的增加同时也意味着串联的膜 元件数量增加,为了能够达到清洗流量的要求,需要增加进水压力,在这种条件下有可能会超过清洗压力的允许值,膜面的压力升高,使污染物积压在膜表面上,从 而降低了清洗的效果;其次,如果进行全段清洗,从前段清洗出的污染物会流入下一段,容易造成第2 段和3 段堵塞;最后,对于大多数系统来说,前段膜壳内安装的膜元件的污染程度总是按排列的顺序依次减少的,因此进行可反向清洗的管路设计也是必要的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 





(5) 分段清洗的举例(参考图-3)

进行1 段正向清洗时,全开10#和2#阀门,关闭1#和6#阀门,清洗进水经10#阀门进入1 段膜元件再经过2#阀门排出。

进行1 段反向清洗时,全开11#、1#和6#阀门,关闭10#和2#阀门,清洗进水经11#和6#阀门反向进入1 段膜元件再经过1#阀门排出。

进行2 段正向清洗时,全开11#、7#和4#阀门,关闭3#和8#阀门,清洗进水经11#和7#阀门进入2段膜元件再经过4#阀门排出。

进行2 段反向清洗时,全开12#、8#和3#阀门,关闭4#和7#阀门,清洗进水经12#和8#阀门反向进入2 段膜元件再经过3#阀门排出。

进行3 段正向清洗时,全开12#、9#和6#阀门,关闭5#和13#阀门,清洗进水经12#和9#阀门进入3段膜元件再经过6#阀门排出。

进行3 段反向清洗时,全开13#和5#阀门,关闭6#和9#阀门,清洗进水经13#阀门反向进入3 段膜元件再经过5#阀门排出。

 

7 清洗中物理手段与化学手段结合

物理清洗与化学清洗是系统清洗最常用的2 种方法,而通过清洗恢复膜元件性能才是清洗的真正目的,因此在清洗过程中不应该将物理与化学手段硬性划分,而是应该将两种方法有机结合起来,在严重堵塞时通过一些物理手段来强化清洗效果。

 

 

 

 

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