在正常運行一段時間後,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汙染,這些汙染中最常見的是碳酸鈣沉澱、硫酸鈣沉澱、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉澱、矽沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM天然有機物質、合成有機物(如:阻垢劑/分散劑,陽離子聚合電解質)、微生物 (藻類、黴菌、真菌)等(deng)汙(wu)染(ran)。汙(wu)染(ran)性(xing)質(zhi)和(he)汙(wu)染(ran)速(su)度(du)取(qu)決(jue)於(yu)各(ge)種(zhong)因(yin)素(su),如(ru)給(gei)水(shui)水(shui)質(zhi)和(he)係(xi)統(tong)回(hui)收(shou)率(lv)。通(tong)常(chang)汙(wu)染(ran)是(shi)漸(jian)進(jin)發(fa)展(zhan)的(de),如(ru)不(bu)盡(jin)早(zao)控(kong)製(zhi),汙(wu)染(ran)將(jiang)會(hui)在(zai)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)損(sun)壞(huai)膜(mo)元(yuan)件(jian)。當(dang)膜(mo)元(yuan)件(jian)確(que)證(zheng)已(yi)被(bei)汙(wu)染(ran),或(huo)是(shi)在(zai)長(chang)期(qi)停(ting)機(ji)之(zhi)前(qian),或(huo)是(shi)作(zuo)為(wei)定(ding)期(qi)日(ri)常(chang)維(wei)護(hu),建(jian)議(yi)對(dui)膜(mo)元(yuan)件(jian)進(jin)行(xing)清(qing)洗(xi)。
當反滲透係統(或裝置)出現以下症狀時,需要進行化學清洗或物理衝洗:在正常給水壓力下,產水量較正常值下降10~15%;為維持正常的產水量,經溫度校正後的給水壓力增加10~15%;產水水質降低10~15%,透鹽率增加10~15%;給水壓力增加10~15%;係統各段之間壓差明顯增加。
保持穩定的運行參數主要是指產水流量、產水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運行參數起伏不定,海德能公司建議檢查是否有汙染發生,或者在關鍵運行參數有變化的前提下 , 反滲透的實際運行是否正常。
定ding時shi監jian測ce係xi統tong整zheng體ti性xing能neng是shi確que認ren膜mo元yuan件jian是shi否fou已yi發fa生sheng汙wu染ran的de基ji本ben方fang法fa。汙wu染ran對dui膜mo元yuan件jian的de影ying響xiang是shi漸jian進jin的de,並bing且qie影ying響xiang的de程cheng度du取qu決jue於yu汙wu染ran的de性xing質zhi。表biao1“反滲透膜汙染特征及處理方法”列出了常見的汙染現象和相應處理方法。
已受汙染的反滲透膜的清洗周期根據現場實際情況而定。海德能公司建議,正常的清洗周期是每3-12個月一次。
當膜元件僅僅是發生了輕度汙染時,重要的是清洗膜元件。重度汙染會因阻礙化學藥劑深入滲透至汙染層,影響清洗效果。
清洗何種汙染物以及如何清洗要根據現場汙染情況而進行。對於幾種汙染同時存在的複雜情況,清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗(應先低PH後高PH值清洗)。
表1 反滲透膜汙染特征及處理方法
|
汙染種類 |
可能發生之處 |
壓降 |
給水壓力 |
鹽透過率 |
|
金屬氧化物(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 |
|
膠體(有機和無機混合物) |
一段,最前端膜元件 |
逐漸增加 |
逐漸增加 |
輕度增加 |
|
礦物垢(Ca、Mg、Ba、Sr) |
末段,最末端膜元件 |
適度增加 |
輕度增加 |
一般增加 |
|
聚合矽沉積物 |
末段,最末端膜元件 |
一般增加 |
增加 |
一般增加 |
|
生物汙染 |
任何位置,通常前端膜元件 |
明顯增加 |
明顯增加 |
一般增加 |
|
有機物汙染(難溶NOM) |
所有段 |
逐漸增加 |
增加 |
降低 |
|
阻垢劑汙染 |
二段最嚴重 |
一般增加 |
增加 |
一般增加 |
|
氧化損壞(Cl 2 、O zone 、KmnO 4 ) |
一段最嚴重 |
一般增加 |
降低 |
增 加 |
|
水解損壞(超出pH範圍) |
所有段 |
一般降低 |
降低 |
增 加 |
|
磨蝕損壞(碳粉) |
一段最嚴重 |
一般降低 |
降低 |
增 加 |
|
O型圈滲漏(內連接管或適配器) |
無規則,通常在給水適配器處 |
一般降低 |
一般降低 |
增 加 |
|
膠圈滲漏(產水背壓造成) |
一段最嚴重 |
一般降低 |
一般降低 |
增 加 |
|
膠圈滲漏(清洗或衝洗時關閉產水閥造成) |
最末端元件 |
增加(汙染初期和壓差升高) |
增 加 |
|
2 汙染情況分析
碳酸鈣垢:
碳酸鈣垢是一種礦物結垢。當阻垢劑/分散劑添加係統出現故障時,或是加酸pH調節係統出故障而引起給水pHzenggaoshi,tansuangaigouyoukenengchenjichulai。jinzaodijiancetansuangaigou,duiyufangzhimocengbiaomianchenjidejingtisunshangmoyuanjianshijiweibiyaode。zaoqijiancechudetansuangaigoukeyoujiangdigeishuidepH值至3~5,運行1~2小時的方法去除。對於沉積時間長的碳酸鈣垢,可用低pH值的檸檬酸溶液清洗去除。
硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢:
硫酸鹽垢是比碳酸鈣垢硬很多的礦物質垢,且不易去除。硫酸鹽垢可在阻垢劑/分散劑添加係統出現故障或加硫酸調節pHshichenjichulai。haidenenggongsirenweijinzaodijianceliusuanyangouduiyufangzhimocengbiaomianchenjidejingtisunshangmoyuanjianshijiweibiyaode。liusuanbeiheliusuansigoujiaonanquchu,yinweitamenjihuzaisuoyoudeqingxirongyezhongnanyirongjie,suoyi,yingjiayitebiedezhuyiyifangzhicileijiegoudeshengcheng。
金屬氧化物/氫氧化物汙染:
典型的金屬氧化物和金屬氫氧化物汙染為鐵、鋅、錳、銅、鋁等。這種垢的形成導因可能是裝置管路、容器(罐/槽)的腐蝕產物,或是空氣中氧化的金屬離子、氯、臭氧、鉀、高錳酸鹽,或是由在預處理過濾係統中使用鐵或鋁助凝劑所致。
聚合矽垢:
guiningjiaocenggouyourongjiexingguideguobaohetaijijuhewusuozhi,qiefeichangnanyiquchu。xuyaozhuyideshi,zhezhongguidewuranbutongyuguijiaotiwudewuran。guijiaotiwuwurankenengshiyouyujinshuqingyanghuawudihehuoshiyuyoujiwudiheerzaochengde。guigoudequchuhenjiannan,kecaiyongchuantongdehuaxueqingxifangfa。ruguochuantongdefangfabunengjiejuezhezhonggoudequchuwenti,qingyuhaidenenggongsijishubumenlianxi。xianyoudehuaxueqingxiyaoji,rufuhuaqingan,yizaiyixiexiangmushangdedaolechenggongdeshiyong,danshiyongshixukaolvcifangfadecaozuoweihaiheduishebeidesunhuai,jiayifanghucuoshi。
膠體汙染:
膠體是懸浮在水中的無機物或是有機與無機混合物的顆粒,它不會由於自身重力而沉澱。膠體物通常含有以下一個或多個主要組份,如:鐵、鋁、矽、硫或有機物。
非溶性的天然有機物汙染(NOM):
非溶性天然有機物汙染(NOM——Natural Organic Matter)tongchangshiyoudibiaoshuihuoshenjingshuizhongdeyingyangwudefenjieerdaozhide。youjiwurandehuaxuejilihenfuza,zhuyaodeyoujizufenhuoshifuzhisuan,huoshihuihuangmeisuan。feirongxingNOM被吸附到膜表麵可造成RO膜元件的快速汙染,一旦吸收作用產生,漸漸地結成凝膠或塊狀的汙染過程就會開始。
微生物沉積:
有機沉積物是由細菌粘泥、真菌、meijundengshengchengde,zhezhongwuranwujiaonanquchu,youqishizaigeishuitonglubeiwanquandusaideqingkuangxia。geishuitongludusaihuishiqingjiedejinshuinanyichongfenjunyundejinrumoyuanjiannei。weiyizhizhezhongchenjiwudejinyibushengchang,zhongyaodeshibujinyaoqingjieheweihuRO係統,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,請與海德能公司技術支持部門聯係,使用認可的殺菌劑。
3 清洗液的選擇和使用
選(xuan)擇(ze)適(shi)宜(yi)的(de)化(hua)學(xue)清(qing)洗(xi)藥(yao)劑(ji)及(ji)合(he)理(li)的(de)清(qing)洗(xi)方(fang)案(an)涉(she)及(ji)許(xu)多(duo)因(yin)素(su)。首(shou)先(xian)要(yao)與(yu)海(hai)德(de)能(neng)公(gong)司(si)的(de)服(fu)務(wu)人(ren)員(yuan)取(qu)得(de)聯(lian)係(xi),確(que)定(ding)主(zhu)要(yao)的(de)汙(wu)染(ran)物(wu),選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)化(hua)學(xue)清(qing)洗(xi)藥(yao)劑(ji)。有(you)時(shi)針(zhen)對(dui)某(mou)種(zhong)特(te)殊(shu)的(de)汙(wu)染(ran)物(wu)或(huo)汙(wu)染(ran)狀(zhuang)況(kuang),要(yao)使(shi)用(yong)RO藥yao劑ji製zhi造zao商shang的de專zhuan用yong化hua學xue清qing洗xi藥yao劑ji,並bing且qie在zai應ying用yong時shi要yao遵zun循xun藥yao劑ji供gong應ying商shang提ti供gong的de產chan品pin性xing能neng及ji使shi用yong說shuo明ming。有you的de時shi候hou可ke針zhen對dui具ju體ti情qing況kuang,從cong反fan滲shen透tou裝zhuang置zhi取qu出chu已yi發fa生sheng汙wu染ran的de單dan支zhi膜mo元yuan件jian進jin行xing測ce試shi和he清qing洗xi試shi驗yan,以yi確que定ding合he適shi的de化hua學xue藥yao劑ji和he清qing洗xi方fang案an。
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。
典型的程序是先在低pH值範圍的情況下進行清洗,去除礦物質垢汙染物,然後再進行高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。
需要慎重考慮的是如果選擇了不適當的化學清洗方法和藥劑,汙染情況會更加惡化。
4 化學清洗藥劑的選擇及使用準則
選用的專用化學藥劑,首先要確保其已由海德能公司認定並符合用於海德能公司膜元件的要求。藥劑供應商的指導/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衝突;
如果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,並符合海德能公司膜元件的要求(谘詢海德能公司);
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,這將會有利於增強清洗效果;
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;
以最少的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值範圍,可延長膜元件的使用壽命。pH範圍為2~12(勿超出);
典型地、最有效的清洗方法是從低pH至高pH溶液進行清洗。但對油汙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;
清洗和衝洗流向應保持相同的方向;
當清洗多段反滲透裝置時,最有效的清洗方法分段清洗,這樣可控製最佳清洗流速和清洗液濃度,避免前段的汙染物進入下遊膜元件;
用較高pH產品水衝洗洗滌劑可減少泡沫的產生;
如ru果guo係xi統tong已yi發fa生sheng生sheng物wu汙wu染ran,就jiu要yao考kao慮lv在zai清qing洗xi之zhi後hou,加jia入ru一yi個ge殺sha菌jun劑ji化hua學xue清qing洗xi步bu驟zhou。殺sha菌jun劑ji必bi須xu在zai清qing洗xi後hou立li即ji進jin行xing,也ye可ke在zai運yun行xing期qi間jian定ding期qi進jin行xing(如一星期一次)lianxujiaruyidingdejiliang。bixuquerensuoshiyongdeshajunjiyumoyuanjianxiangrong,buhuidailairenheduirendejiankangyouhaidefengxian,bingnengyouxiaodikongzhishengwuhuoxing,qiechengbendi;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並同時進行攪拌; 從安全方麵考慮,不能將酸與苛性(腐蝕性)物質混合。在要使用下一種溶液之前,從RO係統中徹底衝洗幹淨滯留的前一種化學清洗溶液。
5 清洗液的選擇
表2-常規清洗液配方提供的清洗溶液是將一定重量(或體積)的化學藥品加入到100加侖(379升)的潔淨水中(RO產品水或不含遊離氯的水)。溶液是按所用化學藥品和水量的比例配製的。溶劑是RO產品水或去離子水,無遊離氯和硬度。清洗液進入膜元件之前,要求徹底混和均勻,並按照目標值調pH值且按目標溫度值穩定溫度。常規的清洗方法基於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。
表2 常規清洗液配方(以100加侖,即379升為基準)
|
清洗液 |
主要組份 |
藥劑量 |
清洗液pH值 |
最高清洗液溫度 |
|
1 |
檸檬酸(100%粉末) |
17.0磅(7.7公斤) |
用氨水調節pH至3.0~4.0 |
40℃ |
|
2 |
鹽酸(HCl)(密度22波美度或濃度36%) |
0.47加侖(1.8升) |
緩慢加入鹽酸調節pH至2.5,調高pH用氫氧化鈉 |
35℃ |
|
3 |
氫氧化鈉(100%粉末) 或(50%液體) |
0.83磅(0.38公斤) 0.13加侖(0.5升) |
緩慢加入氫氧化鈉調節pH至11.5,調低pH時用鹽酸 |
30℃ |
6 常規清洗液介紹
[溶液1]
2.0%(W)檸檬酸(C6H8O7)的低pH清洗液。用於去除無機鹽垢(如碳酸鈣垢、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢等)、金屬氧化物/氫氧化物(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)及無機膠體十分有效。
[溶液2]
0.5%(W)鹽酸低pH清洗液,主要用於去除無機物垢(如碳酸鈣垢、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢等),金屬氧化物/氫氧化物(鐵、錳、銅、鎳、鋁等),及無機膠體。這種清洗液比溶液1要強烈些,因為鹽酸(HCl)是強酸。
[溶液3]
0.1%(W)氫氧化鈉高pH清洗液。用於去除聚合矽垢。這一洗液是一種較為強烈的堿性清洗液。
7 RO膜元件的清潔和衝洗程序
RO膜元件可置於壓力容器中,在高流速的情況下,用循環的清潔水(RO產品水或不含遊離氯的潔淨水)流過膜元件的方式進行清洗。RO的清洗程序完全取決於具體情況,必要時更換用於循環的清潔水。
RO膜元件的常規清洗程序如下:
在60psi(4bar)或更低壓力條件下進行低壓衝洗,即從清洗罐中(或相當的水源)向壓力容器中泵入清潔水然後排放掉,運行幾分鍾。衝洗水必須是潔淨的、去除硬度、不含過渡金屬和餘氯的RO產品水或去離子水。
在清洗罐中配製特定的清洗溶液。配製用水必須是去除硬度、不含過渡金屬和餘氯的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(谘詢海德能技術人員)。在起始階段,清洗液返回至RO清洗罐之前,將最初的回流液排放掉,以免係統內滯留的水對清洗溶液造成稀釋。在最初的5分鍾內,慢慢地將流速調節到最大設計流速的1/3。這可以減少由汙物的大量沉積而造成的潛在汙堵。在第二個5分鍾內,增加流速至最大設計流速的2/3,然後,再增加流速至設計的最大流速值。如果需要,當pH的變化大於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(請谘詢海德能公司)。要謹慎地保持合適的溫度和pH。
化學清洗結束之後,要用清潔水(去除硬度、不含金屬離子如鐵和氯的RO產品水或去離子水)進行低壓衝洗,從清洗裝置/部(bu)件(jian)中(zhong)去(qu)除(chu)化(hua)學(xue)藥(yao)劑(ji)的(de)殘(can)留(liu)部(bu)分(fen),排(pai)放(fang)並(bing)衝(chong)洗(xi)清(qing)洗(xi)罐(guan),然(ran)後(hou)再(zai)用(yong)清(qing)潔(jie)水(shui)完(wan)全(quan)注(zhu)滿(man)清(qing)洗(xi)罐(guan)以(yi)作(zuo)衝(chong)洗(xi)之(zhi)用(yong)。從(cong)清(qing)洗(xi)罐(guan)中(zhong)泵(beng)入(ru)所(suo)有(you)的(de)衝(chong)洗(xi)水(shui)衝(chong)洗(xi)壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)至(zhi)排(pai)放(fang)。如(ru)果(guo)需(xu)要(yao),可(ke)進(jin)行(xing)第(di)二(er)次(ci)清(qing)洗(xi)。
一旦RO係統已用貯水罐中的清潔水完全衝洗後,就可用預處理給水進行最終的低壓衝洗。給水壓力應低於60psi(4bar),最終衝洗持續進行直至衝洗水幹淨,且不含任何泡沫和清洗劑殘餘物。通常這需要15~60fenzhong。caozuorenyuankeyongganjingdeshaopingquyang,yaoyun,jiancepaifangkouchuchongxishuizhongxidijihepaomodecanliuqingkuang。xiyedequchuqingkuangkeyongceshidiandaodefangfajinxing,ruchongxishuizhipaifangchushuidediandaozaigeishuidiandaode10~20%以內,可認為衝洗已接近終點;pH表也可用於測定,來比較衝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幹淨,且化學藥劑也已衝洗掉,RO可重新開始置於運行程序中,但初始的產品水要進行排放並監測,直至RO產水可滿足工藝要求(電導、pH值等)。為得到穩定的RO產水水質,這一段恢複時間有時需要從幾小時到幾天,尤其是在經過高pH清洗後。
8 反滲透膜的化學清洗與水衝洗
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、用泵將幹淨、無遊離氯的反滲透產品水從清洗箱(或相應水源)打入壓力容器中並排放幾分鍾。
二、用幹淨的產品水在清洗箱中配製清洗液。
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、清洗完成以後,排淨清洗箱並進行衝洗,然後向清洗箱中充滿幹淨的產品水以備下一步衝洗。
五、用泵將幹淨、無遊離氯的產品水從清洗箱(或相應水源)打入壓力容器中並排放幾分鍾。
六、在衝洗反滲透係統後,在產品水排放閥打開狀態下運行反滲透係統,直到產品水清潔、無泡沫或無清洗劑(通常15~30分鍾)。
手機版




