反渗透膜清洗方案

时间:2022-04-05 08:50:02 来源:网友投稿

下面是小编为大家整理的反渗透膜清洗方案,供大家参考。

反渗透膜清洗方案

 

 案 反 渗 透 膜 清 洗 方 案 在 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 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 。

 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 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 。

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  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 ,海 德 能 公 司 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 。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 膜 污 染 特 征 及 处 理 方 法 ”列 出 了 常 见 的 污 染 现 象 和 相 应 的 处理 方 法 。

 已 受 污 染 的 反 渗 透 膜 , 清 洗 周 期 根 据 现 场 实 际 情 况 而 定 。

 海 德 能公 司 建 议 , 正 常 的 清 洗 周 期 是 每 3-12 个 月 一 次 。

 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 。

 清 洗 何 种 污 染 物 以 及 如 何 清 洗 要 根 据 现 场 污 染 情 况 而 进 行 。对 于 几 种污 染 同 时 存 在 的 复 杂 情 况 ,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 )

 。

  表 1 反 渗 透 膜 污 染 特 征 及 处 理 方 法

  污染种类

  可能发生之处

  压降

  给水压力

  盐透过率

  金属氧化物(Fe、Mn、Cu、Ni、Zn)

  一段,最前端膜元件

  迅速增加

  迅速增加

  迅速增加

  胶体(有机和无机混合物)

  一段,最前端膜元件

  逐渐增加

  逐渐增加

  轻度增加

  矿物垢(Ca、Mg、Ba、Sr)

  末段,最末端膜元件

  适度增加

  轻度增加

  一般增加

  聚合硅沉积物

  末段,最末端膜元件

  一般增加

  增加

  一般增加

  生物污染

 任何位置,通常前端膜元件

 明显增加

 明显增加

 一般增加

  有机物污染(难溶NOM)

 所有段

 逐渐增加

  增加

 降低

 阻垢剂污染

  二段最严重

  一般增加

  增加

  一般增加

  氧化损坏(Cl 2

 、O zone

 、KmnO 4

 )

  一段最严重

  一般增加

  降低

  增 加

  水解损坏(超出 pH 范围)

  所有段

  一般降低

  降低

  增 加

  磨蚀损坏(碳粉)

  一段最严重

  一般降低

  降低

  增 加

  O 型圈渗漏(内连接管或适配器)

  无规则,通常在给水适配器处

  一般降低

  一般降低

  增 加

 胶圈渗漏(产水背压造成)

 一段最严重

 一般降低

 一般降低

 增 加

 胶圈渗漏(清洗或冲 最末端元件

 增加(污染初期和压差升 增 加

 洗时关闭产水阀造成)

 高)

 2 污 染 情 况 分 析

 碳 酸 钙 垢 :

 碳 酸 钙 垢 是 一 种 矿 物 结 垢 。

 当 阻 垢 剂 /分 散 剂 添 加 系 统 出 现 故 障 时 ,或 是 加 酸 pH 调 节 系 统 出 故 障 而 引 起 给 水 pH 增 高 时 ,碳 酸 钙 垢 有 可 能 沉积 出 来 。尽 早 地 检 测 碳 酸 钙 垢 ,对 于 防 止 膜 层 表 面 沉 积 的 晶 体 损 伤 膜 元件 是 极 为 必 要 的 。

 早 期 检 测 出 的 碳 酸 钙 垢 可 由 降 低 给 水 的 pH 值 至 3~5,运 行 1~2 小 时 的 方 法 去 除 。

 对 于 沉 积 时 间 长 的 碳 酸 钙 垢 , 可 用 低 pH 值的 柠 檬 酸 溶 液 清 洗 去 除 。

 硫 酸 钙 、 硫 酸 钡 、 硫 酸 锶 垢 :

 硫 酸 盐 垢 是 比 碳 酸 钙 垢 硬 很 多 的 矿 物 质 垢 ,且 不 易 去 除 。硫 酸 盐 垢 可在 阻 垢 剂 /分 散 剂 添 加 系 统 出 现 故 障 或 加 硫 酸 调 节 pH 时 沉 积 出 来 。海 德能 公 司 认 为 尽 早 地 检 测 硫 酸 盐 垢 对 于 防 止 膜 层 表 面 沉 积 的 晶 体 损 伤 膜元 件 是 极 为 必 要 的 。硫 酸 钡 和 硫 酸 锶 垢 较 难 去 除 ,因 为 它 们 几 乎 在 所 有的 清 洗 溶 液 中 难 以 溶 解 ,所 以 ,应 加 以 特 别 的 注 意 以 防 止 此 类 结 垢 的 生成 。

 金 属 氧 化 物 /氢 氧 化 物 污 染 :

 典 型 的 金 属 氧 化 物 和 金 属 氢 氧 化 物 污 染 为 铁 、锌 、锰 、铜 、铝 等 。这种 垢 的 形 成 导 因 可 能 是 装 置 管 路 、 容 器 (罐 /槽 )的 腐 蚀 产 物 , 或 是 空 气中 氧 化 的 金 属 离 子 、 氯 、 臭 氧 、 钾 、 高 锰 酸 盐 , 或 是 由 在 预 处 理 过 滤 系统 中 使 用 铁 或 铝 助 凝 剂 所 致 。

 聚 合 硅 垢 :

 硅 凝 胶 层 垢 由 溶 解 性 硅 的 过 饱 和 态 及 聚 合 物 所 致 , 且 非 常 难 以 去 除 。需 要 注 意 的 是 ,这 种 硅 的 污 染 不 同 于 硅 胶 体 物 的 污 染 。硅 胶 体 物 污 染 可能 是 由 与 金 属 氢 氧 化 物 缔 合 或 是 与 有 机 物 缔 合 而 造 成 的 。硅 垢 的 去 除 很艰 难 ,可 采 用 传 统 的 化 学 清 洗 方 法 。如 果 传 统 的 方 法 不 能 解 决 这 种 垢 的去 除 问 题 ,请 与 海 德 能 公 司 技 术 部 门 联 系 。现 有 的 化 学 清 洗 药 剂 ,如 氟化 氢 铵 ,已 在 一 些 项 目 上 得 到 了 成 功 的 使 用 ,但 使 用 时 须 考 虑 此 方 法 的操 作 危 害 和 对 设 备 的 损 坏 , 加 以 防 护 措 施 。

 胶 体 污 染 :

 胶 体 是 悬 浮 在 水 中 的 无 机 物 或 是 有 机 与 无 机 混 合 物 的 颗 粒 ,它 不 会 由于 自 身 重 力 而 沉 淀 。胶 体 物 通 常 含 有 以 下 一 个 或 多 个 主 要 组 份 ,如 :铁 、铝 、 硅 、 硫 或 有 机 物 。

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  非 溶 性 的 天 然 有 机 物 污 染 (NOM):

 非 溶 性 天 然 有 机 物 污 染 (NOM— — Natural Organic Matter)通 常 是 由地 表 水 或 深 井 水 中 的 营 养 物 的 分 解 而 导 致 的 。有 机 污 染 的 化 学 机 理 很 复杂 ,主 要 的 有 机 组 份 或 是 腐 植 酸 ,或 是 灰 黄 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 产 生 , 渐 渐 地 结 成凝 胶 或 块 状 的 污 染 过 程 就 会 开 始 。

 微 生 物 沉 积 :

 有 机 沉 积 物 是 由 细 菌 粘 泥 、真 菌 、霉 菌 等 生 成 的 ,这 种 污 染 物 较 难 去除 ,尤 其 是 在 给 水 通 路 被 完 全 堵 塞 的 情 况 下 。给 水 通 路 堵 塞 会 使 清 洁 的进 水 难 以 充 分 均 匀 的 进 入 膜 元 件 内 。

 为 抑 制 这 种 沉 积 物 的 进 一 步 生 长 ,重 要 的 是 不 仅 要 清 洁 和 维 护 RO 系 统 , 同 时 还 要 清 洁 预 处 理 、 管 道 及 端头 等 。对 膜 元 件 采 用 氧 化 性 杀 菌 时 ,请 与 海 德 能 公 司 技 术 支 持 部 门 联 系 ,使 用 认 可 的 杀 菌 剂 。

 3 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 与海 德 能 公 司 的 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 。

 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 。

 4 化 学 清 洗 药 剂 的 选 择 及 使 用 准 则

 选 用 的 专 用 化 学 药 剂 ,首 先 要 确 保 其 已 由 海 德 能 公 司 认 定 并 符 合 用 于海 德 能 公 司 膜 元 件 的 要 求 。

 药 剂 供 应 商 的 指 导 /建 议 不 应 与 海 德 能 公 司此 技 术 服 务 公 告 中 推 荐 的 清 洗 参 数 和 限 定 的 化 学 药 剂 种 类 相 冲 突 ;

 如 果 正 在 使 用 指 定 的 化 学 药 剂 ,要 确 认 其 已 在 此 海 德 能 公 司 技 术 服 务公 告 中 列 出 , 并 符 合 海 德 能 公 司 膜 元 件 的 要 求 ( 咨 询 海 德 能 公 司 )

 ;

 采 用 组 合 式 方 法 完 成 清 洗 工 作 , 包 括 适 宜 的 清 洗 pH、 温 度 及 接 触 时间 等 参 数 , 这 将 会 有 利 于 增 强 清 洗 效 果 ;

 在 推 荐 的 最 佳 温 度 下 进 行 清 洗 ,以 求 达 到 最 好 的 清 洗 效 率 和 延 长 膜 元件 寿 命 的 效 果 ;

 以 最 少 的 化 学 药 剂 接 触 次 数 进 行 清 洗 , 对 延 续 膜 寿 命 有 益 ;

 谨 慎 地 由 低 至 高 调 节 pH 值 范 围 ,可 延 长 膜 元 件 的 使 用 寿 命 。pH 范 围为 2~12(勿 超 出 );

 典 型 地 、最 有 效 的 清 洗 方 法 是 从 低 pH 至 高 pH 溶 液 进 行 清 洗 。但 对 油污 染 膜 元 件 的 清 洗 不 能 从 低 pH 值 开 始 , 因 为 油 在 低 pH 时 会 固 化 ;

 清 洗 和 冲 洗 流 向 应 保 持 相 同 的 方 向 ;

 当 清 洗 多 段 反 渗 透 装 置 时 ,最 有 效 的 清 洗 方 法 分 段 清 洗 ,这 样 可 控 制最 佳 清 洗 流 速 和 清 洗 液 浓 度 , 避 免 前 段 的 污 染 物 进 入 下 游 膜 元 件 ;

 用 较 高 pH 产 品 水 冲 洗 洗 涤 剂 可 减 少 泡 沫 的 产 生 ;

 如 果 系 统 已 发 生 生 物 污 染 ,就 要 考 虑 在 清 洗 之 后 ,加 入 一 个 杀 菌 剂 化学 清 洗 步 骤 。杀 菌 剂 必 须 在 清 洗 后 立 即 进 行 ,也 可 在 运 行 期 间 定 期 进 行(如 一 星 期 一 次 )连 续 加 入 一 定 的 剂 量 。必 须 确 认 所 使 用 的 杀 菌 剂 与 膜 元件 相 容 ,不 会 带 来 任 何 对 人 的 健 康 有 害 的 风 险 ,并 能 有 效 地 控 制 生 物 活性 , 且 成 本 低 ;

 为 保 证 安 全 ,溶 解 化 学 药 品 时 ,切 记 要 慢 慢 地 将 化 学 药 剂 加 入 充 足 的水 中 并 同 时 进 行 搅 拌 ;

 从 安 全 方 面 考 虑 ,不 能 将 酸 与 苛 性 (腐 蚀 性 )物 质 混 合 。在 要 使 用 下 一种 溶 液 之 前 , 从 RO 系 统 中 彻 底 冲 洗 干 净 滞 留 的 前 一 种 化 学 清 洗 溶 液 。

 5 清 洗 液 的 选 择

 表 2-常 规 清 洗 液 配 方 提 供 的 清 洗 溶 液 是 将 一 定 重 量 (或 体 积 )的 化 学药 品 加 入 到 100 加 仑 (379 升 )的 洁 净 水 中 (RO 产 品 水 或 不 含 游 离 氯 的水 )。溶 液 是 按 所 用 化 学 药 品 和 水 量 的 比 例 配 制 的 。溶 剂 是 RO 产 品 水 或去 离 子 水 ,无 游 离 氯 和 硬 度 。清 洗 液 进 入 膜 元 件 之 前 ,要 求 彻 底 混 和 均匀 , 并 按 照 目 标 值 调 pH 值 且 按 目 标 温 度 值 稳 定 温 度 。

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