化学清洗操作流程
1.
化学清洗周期根据膜污染程度而定,一般为
3~6
个
2.
常见清洗液配方如下:
碱洗液:
0.1~0.5%NaOH
(氢氧化钠)溶液
酸洗液:
0.2%HCI
或
1%
柠檬酸溶液(根据实际情况选择)
氧化剂溶液:
500~1000mg/L(
有效氯浓度
)NaClO
溶液
3.
依照上面清洗液的说明,在化学清洗箱中按比例配制好清洗液,并充分混合均匀,控制好
pH
值和温度;
4.
降低膜池内的液位至最低,或排空膜池内的水;
5.
以反洗的方式,化学清洗液在清洗液泵的压力下从中空纤维的内侧反向穿透膜,并在膜池内蓄积,直至淹没膜组件;
6.
让清洗液在膜池内浸泡膜丝
2~4
小时,浸泡的同时可曝气加强清洗效果;
7.
先进行碱洗,再进行酸洗,最后用氧化剂溶液清洗;
8.
在清洗过程中,要随时观察清洗液
pH
值变化,根据变化适量加药,以达到清洗方案中的
pH
值要求。当清洗液
pH
值变化较大、清洗液较脏的时候,应及时停机更换清洗液;
9.
提高清洗液温度可增强清洗效果,清洗液温度不得超过
40
℃
;
10.
每步化学清洗之后将膜池和药洗箱内的药液排净,向药洗箱中加入纯水干净或超滤产水,开启清洗泵,对系统进行反向冲洗,一般进行
2~3
次,直到将系统内清洗液和污染物冲洗干净为止
(
洗液
pH
值呈中性
)
。
对反渗透膜化学清洗的若干技巧
对膜件的清洗一般分为物理清洗和化学清洗两种,而化学清洗的频次越高,对膜件的损伤越大,严重影响了膜系统的使用寿命。所以,相关
技术
人员很难掌握好膜系统的化学清洗。膜清洗频率与预处理措施的完善程度是紧密相关的。预处理越完善,清洗间隔越长;反之,预处理越简单,清洗频率越高。一般膜清洗是遵循(
10%
法则)
——
当校正过的淡水流量与最初
200h
运行(压紧发生之后)的流量之比,降低了
10%
和(或)观察到压差上升了
10%~20%
就需进行清洗。尽可能在脱盐率下降显示出来以前采取措施。正规安排的保护性维护清洗不足以保护反渗透系统。譬如,由于预处理设备运行不正常,进水条件在短时间内就会发生变化。
反冲洗对于防止大颗粒对某些形式反渗透膜模件的堵塞是有效的。但不是所有的污染都可通过简单的反冲洗就能清除除掉,还需要有周期的化学清洗。化学清洗除需增加药剂和人工费用外,还有个污染问题,所以也不可过频繁,每月不应超过
1~2
次,每次清洗时间约
1~2h
。
化学清洗系统通常包括一台化学混合箱和与之相配的泵、混合器、加热器等。化学清洗常是根据运行经验来决定(可以根据每列设备压降读数与运行时间的关系曲线,或是依据产水量、淡水水质和膜的压降等)。
化学清洗所用的药剂和方法,需根据污染源来决定。下表可供参考,但更应重视和应用本单位的经验。为了保证效果,在化学清洗前要进行冲洗。冲洗前先降压,再用
2~3
倍正常流速的进水冲洗膜,靠流体的搅动作用将污物从膜面从膜面剥离并冲走。然后针对污染特征,选择清洗液对膜进行化学清洗。为了保护反渗透模件,液温最好不超过
35·C
。
系统若停用
5
天以上,最好用甲醛冲洗后再投用。如果系统停用二周或更长一些时间,需用
0
。
25%
甲醛浸泡,以防微生物在膜中生长。化学药剂最好每周更换一次。
针对各种污染物采用的清洗剂详见下表,由于各地水质不同,仅供参考。
污染原因
|
清洗液
|
药剂用量(
L/
台模件)
|
清洗方法
|
金属氧化物沉淀
|
(
1
)
0
.
2mol/L
柠檬酸铵
(
2
)
4%
亚硫酸氢钠。
|
≈
100
|
(
1
)维持
0
。
4MPa
压力,
15L
/min
流量,循环
2h
(
2
)保持
1MPa
压力,水冲洗
30min
(
3
)正常运行
|
钙沉淀物
|
(
1
)盐酸,
PH=4
(
2
)柠檬酸,
PH=4
|
≈
100
|
(
1
)维持
0
。
4MPa
压力,
15L
/min
流量,循环
2h
(
2
)保持
1MPa
压力,水冲洗
30min
(
3
)正常运行
|
有机物 胶体物
|
(
1
)柠檬酸,
PH=4
(
2
)盐酸,
PH=2
(
3
)氢氧化钠,
PH=12
(
4
)中性洗净剂
|
≈
100
|
(
1
)维持
0
。
4MPa
压力,
15L
/min
流量,循环
2h
(
2
)保持
1MPa
压力,水冲洗
30min
(3)正常运行
|
细菌及粘泥
|
1%
甲醛溶液
|
≈
100
|
(
1
)维持
0
。
4MPa
压力,
15L
/min
流量,循环
2h
(
2
)保持
1MPa
压力,水冲洗
30min
(
3
)正常运行
|
药物清洗
由于有机物或者无机物的污染会造成过滤能力的下降,为进行必要的膜系的清洗以及杀菌措施,请参照以下要领选择合适的药剂进行清洗以及杀菌。
药剂的选择
清洗剂、杀菌剂的种类以及浓度的选择,请参照下表。
在药剂清洗后,仍无法恢复膜系的过滤能力时,请直接与膜公司联系。
污染物质与清洗剂 污染物质
清洗
杀菌剂
清洗剂浓度
菌类
有机物
次氯酸钠
5,000ppm
(有效氯素浓度)
有机物氧化硅络合物
氢氧化钠
4%
无机络合物
盐酸
10%
草酸
2%
柠檬
10%
0.4%
杀菌
次氯酸钠
10100ppm
双氧水
1%
清洗时运行条件的设定
预备水洗
(
空气反洗
)
膜组件
空气
Nm3/Hr
时
间
操作方法
将膜组件内注满水,然后通入空气进行空气反洗。
反洗后,将原水侧的水排出。
排出量
6m3/Hr30sec
每根膜组件的排出量为
45L
以上
膜组件的化学清洗
化学清洗用来去除附着在中空丝膜表面或积蓄在细孔内的污染物质。
-
当过膜压差上升到
200 kPa (29 PSI)
或膜过滤性能出现明显下降时,就应该实施化学清洗。
-
请按照使用说明书的要求进行化学清洗。
如果你采用不容许的药剂或弄错操作条件进行化学清洗时,可能会导致膜组件严重损坏。
用于清洗的药剂中,有些药剂接触到人体会产生危害,因此在清洗运行中请小心使用,务必佩戴好防护眼镜,手套等防护措施。万一皮肤不慎接触到这些药品, 请按照产品安全数据表(
MSDS
),针对此药剂进行相应处理。
-
不要将次氯酸钠与酸混合,这样的混合操作会产生有毒的氯气。
-
如果在用药剂清洗过程中感到装置有异常情况时,请立刻中止清洗。
化学清洗工艺流程
——
适合于同时清洗膜表面和膜细孔内的污染物
(1)
打开化学清洗液回流
阀门
(Chemicalreturn valve)
并打开化学清洗液供给阀门
(Chemicalfeed valve)
。
(2)
启动化学清洗液供给泵
(Chemical feed pump)
开始把清洗药剂在膜组件里循环,然后打开化学透过液阀门(
chemical permeate valve
)使化学药剂能够透过膜。
(3)
循环运行一段时间。
(4)
停止化学清洗液供给泵(
Chemical feed pump
)。
R$P
(5)
将化学清洗溶液排放掉,然后用过滤水完全地清洗管路和膜组件。
标准的化学药剂清洗条件请参见表
5
-
严格遵守表格规定的化学药剂的种类,浓度和循环时间。否则的话,膜组件会损坏或膜的使用寿命会缩短。
-
为了获得足够的清洗效果,清洗温度最好能高于
20
℃
。
-
不同膜组件的循环流量如下:
HFS-2020: 50 L/min(13gpm).
HFS-2008: 8 L/min(2.1gpm).
HFS-1020: 20 L/min(5.3gpm).
HFS-1010: 5 L/min(1.3gpm).
化学清洗的标准条件污染物
化学药剂
最大浓度
循环时间
无机物
柠檬酸
*
1 3.0 wt%
1 - 3 hr
有机物
次氯酸钠
3,000 mg/l(as Cl2)
1 - 3 hr
-
在组合使用酸性药剂和碱性药剂时,在完成前一种药剂清洗后必须进行清水冲洗,然后进行下一种药剂清洗。冲洗用水采用膜过滤水,并确认膜组件内部达到中和状态(
pH 6.5 -7.5
)。
-
不要使用上述指定以外的化学药剂。
-
不要将次氯酸钠与酸混合,这样的混合操作会产生有毒的氯气。
清洗过程(美国某膜公司)
推荐两种不同的清洗系统。一种为半自动系统,最大程度减少人工操作并可重复使用化学清
洗溶液,该系统的
PFD(
流程图
)
见图
UFSY462
。另一个较小并简单的清洗系统见图
UFSY463
。
对于较大的半自动清洗系统的说明如下:
如果
HYDRABLOC
被置为
"
准备清洗
"
状态,清洗便会自动开始。该清洗系统一次只能清洗一个
HYDRABLOC
单元,当某个
HYDRABLOC
单元的透膜压差达到
20psi
时,它会自动停车并置于
"
准备清洗
"
状态。而且,操作员可以将任意一个
HYDRABLOC
置于
"
准备开始清洗
"
状态。当任何一个
HYDRABLOC
处于该状态时,清洗便开始了,清洁包括在
38
℃
条件下,先用
2%
的柠檬酸再用
0.5%
的
NaOH
和
200ppm
的
NaClO
溶液循环清洗,具体来说,两种溶液都是从给水端到浓水端循环
45
分钟,在接下来的
45
分钟内以错流方式清洗。清洗后,用进水冲洗膜系统
5
分钟左右,冲洗水排至中和箱
T505
,当
AIT510
检测到
PH
值为
4
~
10
时,冲洗液排入下水道。
溶液配制
浓酸液箱
T504
的阀门
FV511
打开,将水注入箱内。同时固体柠檬酸倒入箱中搅拌混合。此外,用户也可用柠檬酸溶液直接注入箱内。
浓碱箱
T506
,
××%NaOH
,由用户注满。
酸
/
碱清洗溶液箱
T502/3
中用过的酸碱溶液排到中和箱
T505
。酸箱
T502
自动注入
75%
水,用于配酸洗液;碱箱
T503
会加水至
90%
,用于配碱洗液,过程如下:
e3a(l1_"N6qbO
H512
和
H513
会维持箱内温度
38
℃
。
搅拌器
MX502/MX503
启动。
30
分钟后(当
T-504
被浓酸充满后),泵
P502
加浓酸至
T502
箱,直至
AIT506
检测
PH
值为
2.1
止。如果浓酸箱低液位探头在
T502
酸洗液
PH
值达到
2.1
之前测到液位低,泵会停止加酸,用户须为
T504
补充浓酸。如果,出于任何原因,酸洗液
T502
达不到
PH=2.1
,或清洗开始后两个小时仍达不到
35
℃
,系统会响起警报。
同样的,
P503
泵会从浓碱箱
T506
中向碱洗箱
T503
中加
NaOH
,直到
AIT507
检测
PH≥12.0
。如果浓碱箱低液位探头
LSL506
检测到液位低,泵会停止,响起警报提醒操作员向
T506
箱中注碱。
酸洗箱
T502
和碱洗箱
T503
的加热器
H512/H513
会维持溶液在
38
℃
,在清洗循环泵
501
进行循环时,搅拌器
M502/M503
会一直工作。
为维持
PH
设定值,浓酸泵
P502
和浓碱泵
P503
时一直处于工作状态。
药液的循环只有当下列条件存在时,循环才开始;如果条件不对,警报响提醒操作员注意。
酸洗箱
T502
:
32
℃
<温度<
40
℃
,液位>
80%
,
2
<
PH
<
2.2
碱洗箱
T503
:
32
℃
<温度<
40
℃
,液位>
80%
,
12
<
PH
<
12.2
若以上条件符合:
阀门
FV502
和
FV510
打开
(
打开
FV510
是为防止稀释酸箱
T502)
。
接下来清洗液按下列步骤清洗
HYDRABLOC
单元。
FV110
全开
2
秒后,
FV105
全开
30
秒后,
P501
启动。
当循环回来的酸液
PH
<
4.0
时,
FV512
阀打开,
FV510
关闭,酸溶液重新回到酸液箱
T502
。在清洗泵
P501
启动
1
分钟后,如果泵后压力
PIT501
<
10psi
,会响提示警报。清洗压力应约为
20psi
。
HYDRABLOC
进行清洗,循环回的流量
FIT500
的读数应该在某一范围内(
HYDRABLOC
中的每个
YDRAcap
组件的流量应约为
15gpm
)。如果不是这样,会有警报,提醒操作员检查。酸溶液循环
45
分钟。在此期间,搅拌器
M502
和加热器
H512
保持工作,浓酸泵
P502
维持
T502
内的
PH
值在
2
~
2.2
范围。
45
分钟后,
FV111
打开,再循环一个
45
分钟。
开始冲洗:
阀门
FV501
和
FV510
开
2
秒后,
FV502
和
FV512
关
加热器
H512
停止加热,柠檬酸溶液已混合好,等待注入
T505
进行中和或再利用。
冲洗至
AIT510
检测
PH
值为
5
~
9
。这时,开始碱液再循环。
NaOH/NaClO
循环与酸液循环类似,最后也会经过冲洗,当最后的冲洗开始时,