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反滲透裝置在長期運(yùn)行中,膜表面會逐漸積累各種污染物,如膠體、微生物、無機(jī)物垢、金屬氧化物等。這些物質(zhì)沉積在膜表面上,會引起反滲透裝置性能的下降。為了恢復(fù)膜的性能,需及時對膜進(jìn)行化學(xué)清洗和消毒。
一、清洗的判斷標(biāo)準(zhǔn)
反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中,要密切注意系統(tǒng)的脫鹽率、濃水量、透過水量以及膜組件給水側(cè)進(jìn)出口壓差的變化,盡早發(fā)現(xiàn)問題,并根據(jù)原水分析報告預(yù)測可能發(fā)生的污染,調(diào)整預(yù)處理方法和變更操作條件。
當(dāng)出現(xiàn)下列情形之一時需對膜元件進(jìn)行化學(xué)清洗:
1、標(biāo)準(zhǔn)化后鹽的透過率增加10%~15%;
2、標(biāo)準(zhǔn)化后透過液流量降低10%~15%;
3、進(jìn)水和濃水的壓差△p較基準(zhǔn)狀況上升了15%(基準(zhǔn)狀況為反滲透設(shè)備前24~48h的操作參數(shù)或上次清洗后的操作參數(shù)),各段壓力差增加15%;
4、作為日常維護(hù),一般在正常運(yùn)行3~6個月后;
5、需長期停用,在用保護(hù)液進(jìn)行保護(hù)前。
二、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(jī)物等,不同的膜污染物表現(xiàn)出不同的特征。
2、膜清洗劑
不同的膜生產(chǎn)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?qū)S们逑磩﹨⒄漳S商的技術(shù)手冊。但一般來說,酸清洗除去無機(jī)沉淀物如金屬氧化物、碳酸鹽,pH值調(diào)至2~4;堿清洗除去有機(jī)物、微生物,一般pH值調(diào)至10~12。
常用化學(xué)清洗試劑如下:
A、酸
HCl、H2S04、H3P04、檸檬酸、草酸等。其中檸檬酸較常用,其缺點(diǎn)是與Fe2+形成難溶化合物,需要用氨水調(diào)節(jié)pH=4,使Fe2+形成易溶的鐵銨檸檬酸鹽來解決。
B、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(zhì)有去除作用;另外對Si02—也有一定的效果。
C、螯合劑
常用的為EDTA,與Ca2+、Mg2-、Ba2+、Fe2+等形成易溶的絡(luò)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。
D、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(yīng)注意目前復(fù)合膜與TritonX-100不相溶。
E、酶
主要有蛋白酶等,有利于有機(jī)物的分解。
三、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,全自動軟化水設(shè)備清洗箱可裝上加熱或冷卻裝置。
1、清洗箱
清洗箱應(yīng)用超濾水設(shè)備耐腐蝕材料,如聚丙烯、玻璃鋼等制作。清洗箱的容積根據(jù)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。
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(yáng)程應(yīng)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(guī)格的膜組件的清洗流速有一規(guī)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(lián)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。
四、一般清洗步驟
1、用反滲透產(chǎn)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,清洗液在起初的幾分鐘排入地溝,然后再循環(huán)。
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0.5個單位,則須再加酸。
4、停泵,使元件浸泡在溶液中1h左右。
5、再循環(huán),時間為30~40min。
6、清洗完畢后,以反滲透產(chǎn)水或預(yù)處理出水沖洗出殘余的清洗液。
7、沖洗結(jié)束,按規(guī)定的運(yùn)行方式運(yùn)行,產(chǎn)水排放至少10min。
五、反滲透設(shè)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(jìn)行實(shí)施。
1、清洗條件
A、酸洗
a、檸檬酸洗凈
2%水溶液;pH值2~4(用氨水溶液調(diào)整pH值);低壓,2kg/c㎡以下;水溫常溫;時間1h/段,浸泡1夜。
b、草酸洗凈
2%水溶液;pH值2~4(用氨水溶液調(diào)整pH值);低壓,2kg/c㎡以下;水溫常溫;時間1h/段,浸泡1夜。
B、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(diào)整pH值);低壓,2kg/c㎡以下;水溫常溫,為30~40℃;時間,1h/段,浸泡1夜。
2、清洗順序
A、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(diào)整pH值);草酸0.2%水溶液,pH值2~4(用氨水溶液調(diào)整)。清洗順序?yàn)檠h(huán)60min,浸泡30—60min,再循環(huán)30~60min,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?yàn)檠h(huán)60min,浸泡30—60min,再循環(huán)30~60min,浸泡1夜。
B、第2日
繼續(xù)用JS-200洗滌劑清洗,循環(huán)水洗60min。
注:為保證清洗效果,在清洗前需進(jìn)行浸泡,酸洗時也進(jìn)行1夜浸泡。3、清洗液量計算(以膜元件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(nèi)液量80L;每支膜元件壓力容器液量(包含膜元件內(nèi)的水量)為12L,18支為220L;洗凈水槽內(nèi)液量為420L。
注:關(guān)于管道內(nèi)液量要考慮實(shí)際設(shè)備的管線以及支管分布情況后實(shí)測計算。
4、藥液使用量(以膜元件18支為例)
A、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。
B、氨水溶液,用于酸洗凈時調(diào)整pH值,25%水溶液,20kg/罐。
C、了S-200'洗滌劑用量=720X5%=36L(將原液稀釋20倍)。
D、NaOH水溶液,用于洗滌劑洗凈時調(diào)整pH值25%水溶液,20kg/罐。
E、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(jìn)行估算。
5、冬季停機(jī)時的措施(包括防凍結(jié)措施)
A、停機(jī)時將甘油10%水溶液及福爾馬林1%水溶液進(jìn)行置換后再停機(jī)。
B、對于野外露天裝置要將壓力容器用薄膜油布蓋住。
C、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。
六、清洗效果
成功的清洗應(yīng)能使膜組件進(jìn)出口壓差明顯減?。ń咏跗谒交蛏洗吻逑春蟮乃剑擕}率、透水量均有所恢復(fù)。如果清洗后沒有達(dá)到預(yù)期的效果,應(yīng)及時與膜生產(chǎn)商和有關(guān)清洗公司聯(lián)系,對膜元件進(jìn)行取樣分析,重新確定清洗方案。應(yīng)該注意的是,反復(fù)進(jìn)行沒有效果的清洗是有害的。
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