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日志

 
 

RO和NF膜系统清洗方法介绍(2)  

2014-06-04 20:37:12|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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化学清洗

3.1 化学清洗的标准

发生以下情况时,物理冲洗已经不能使反渗透膜的性能恢复,这时就需要进行化学清洗。

① 标准化条件下的产水量下降10 – 15 %;

② 进水和浓水之间的系统压差升高到初始值的1.5倍;

③ 产水水质下降10-15%。

3.2 化学清洗的频率

当膜元件发生了轻度污染时,就应及时清洗膜元件。重度污染会因化学药剂不易深入渗透至污染层,且污染物也不易被冲出膜外等因素而影响清洗效果。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。

膜的清洗周期根据现场实际污染情况而定。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。

    当预处理工艺中采用了无机絮凝剂,经常会有反应不完全的无机盐没有形成可过滤掉的絮凝体。用户应确保没有过量的絮凝剂进入到膜系统中。过量的絮凝剂能通过SDI测试装置测定出来,例如SDI膜片上的铁为3μg/片,任何时候不应超过5μg/片。

除了采用浊度和SDI测定之外,颗粒计数器也可以精确衡量RO/NF进水是否合格。粒径大于2μm的颗粒物应<100个/ml。

3.3 清洗药剂的选择

    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高pH值清洗和低pH值清洗两大步骤。可以使用的常规化学清洗药剂请参见表4。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,应先采用高pH清洗液清洗油类和微生物污染,然后采用低pH清洗液清洗无机垢类或金属氧化物污染。有时也先酸洗后碱洗,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。

3.4 污染物的种类及其影响

污染物的种类以及发生污染时系统运行的变化列在表3中。

3 污染的种类和系统显示现

故障类型

可能发生的位置

系统压降

进水压力

透盐率

金属氧化物污染(如Fe、Mn、Cu、Ni、Zn等)

首段,前端膜

迅速增加

迅速增加

迅速增加

胶体污染(有机和/或无机混合物)

首段,前端膜

逐渐增加

逐渐增加

轻微增加

无机盐结垢(如Ca、Mg、Ba、Sr)

末段,末端膜

中度增加

轻微增加

明显增加

聚合硅垢

末段,末端膜

正常到增加

增加

正常到增加

生物污染

任何位置/通常前端膜

明显增加

明显增加

正常到增加

有机物污染(溶解性天然有机物)

所有段

逐渐增加

增加

降低

阻垢剂污染

末段最严重

正常到增加

增加

正常到增加

膜氧化(如Cl2、O3、 KMnO4)

首段最严重

正常到降低

降低

增加

膜水解(超出pH使用范围)

所有段

正常到降低

降低

增加

膜面磨损(活性炭粉等)

首段最严重

正常到降低

降低

增加

O型圈泄漏(内连接管或适配器)

无规则/通常进水端适配器

正常到降低

正常到降低

增加

膜元件泄漏(运行或备用时的产水背压)

末段最严重

正常到降低

正常到降低

增加

膜元件泄漏(清洗或冲洗时产水阀关闭)

靠近产水阀膜元件

增加

(有污染且压降高时)

增加

(有污染且压降高时)

增加


3.5 美国海德能公司推荐的常规清洗液介绍

    ① 溶液12.0%(W)柠檬酸(C6H8O7)的低pH清洗液。对于去除无机盐垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等),金属氧化物或氢氧化物(铁、锰、铜、镍、锌等),及无机胶体十分有效。市售柠檬酸为粉末固体。

    ② 溶液22.0(W)%STPP(三聚磷酸钠Na5P3O10)和0.8%(W)的Na-EDTA混合的高pH(pH值为10)洗液。它专用于去除硫酸钙垢和轻微至中等程度的天然有机污染物。STPP具有无机螯合剂和洗涤剂的功用。Na-EDTA是一个具有螯合性的有机螯合清洗剂,可有效去除二价和三价阳离子和金属离子。市售STPP和Na-EDTA均为粉末固体。

    ③ 溶液32.0(W)%STPP(三聚磷酸钠Na5P3O10)和0.25%(W)的Na-DDBS[十二烷基苯磺酸钠,C6H5(CH2)12-SO3Na]混合的pH值为10的溶液。该清洗液用于去除重度的天然有机物(NOM)污染。STPP具有无机螯合剂和洗涤剂的功用,Na-DDBS则为阴离子洗涤剂。

  

    ④ 溶液4:0.5%(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,盐酸是强酸溶液,配制时需遵守相关注意事项。

    ⑤ 溶液5:1.0%(W)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)低pH清洗液(pH=4-6)。它用于去除金属氧化物和氢氧化物,且可一定程度地去除硫酸钙、硫酸钡和硫酸锶垢。连二亚硫酸钠是强还原剂,本溶液有强烈气味需合适通风环境。连二亚硫酸钠为粉末固体。

    ⑥ 溶液6: 0.1%氢氧化钠和0.03%(W)SDS(十二烷基硫酸钠)高pH混合液(pH为11.5)。它用于去除天然有机污染物、无机/有机胶体混合污染物和微生物(菌素、藻类、霉菌、真菌)污染。SDS是会产生一些泡沫的阴离子表面活性剂型的洗涤剂。请注意采用此清洗液时不能超过表8.5中的最高pH值与温度极限。

⑦溶液70.1%(W)氢氧化钠高pH清洗液(pH为11.5)。用于去除聚合硅垢,这是一种较为强烈的碱性洗液。请注意采用此清洗液时不能超过表5中的最高pH值与温度极限。

配制药剂时请遵守相关药液的注意事项,做好必要的防护措施。

4 污染物质和推荐的清洗溶液

污染物

常规化学清洗

增强化学清洗

 

碳酸钙垢

1

4

 

硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢

2

4

 

金属氧化物、金属氢氧化物

1

5

 

无机胶体污染

1

4

 

无机有机混合胶体污染

2

6

 

聚合硅垢

7

 

生物污染

2或3

6

 

天然有机污染物

2或3

6

 

 

药品清洗时pH值的范围受到清洗液水温的限制。表5给出了在不同温度下清洗不同膜元件时的pH值的限定范围。超出这一范围可能会造成膜元件不可恢复的损坏。

 

5 清洗液pH值和清洗水温的关系1

膜型号

清洗液pH值

< 30 ℃

< 35 ℃

< 45℃

ESNA1 –K1、ESNA1-LF、ESNA1-LF2

2 – 12

2 – 11.5

3 – 10

YQS-8040、LFC3-LD

ESPA1、ESPA4、SWC6

2 – 12

2 – 11.5

2 – 10

ESPA2、ESPA2 MAX

2 – 12

2 – 11.5

2 – 10.8

ESPAB、CPA3-LD 、SWC4+、 SWC4B 、SWC5 、SWC5-LD、 SWC5 MAX

2 – 12.5

2 – 12

2 – 11.5

PROC10、PROC20

1 – 13

1 – 12

1 – 12

注意:本表列出的是不同清洗pH范围对应的最高清洗水温。在极限条件下清洗效果会更好,但可能会缩短膜的使用寿命。美国海德能公司建议在确定有效清洗的前提下,采用相对温和清洗方式或控制好药液与膜元件的接触时间。PH表计必须经常校正使其读数精确。

在清洗过程中,污染物会消耗清洗药品,pH值会因此发生变化,药品的清洗能力会降低。因此要随时监测pH值的变化,及时调节pH值。一般测定pH值偏离于设定pH值0.5以上时,需要添加药品。

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