反滲透膜元件的污染特征以及清洗方法和步驟
【jpdark.cn南京純水設(shè)備】反滲透技術(shù)是一項(xiàng)成熟的脫鹽技術(shù),被廣泛應(yīng)用于飲用水深度處理、工業(yè)廢水回用、苦咸水脫鹽、海水淡化等水處理領(lǐng)域。
一、確認(rèn)膜元件受污染
反滲透膜系統(tǒng)在正常運(yùn)行一段時(shí)間后，膜元件會(huì)受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染，污染性質(zhì)和污染速度取決于各種因素，如給水水質(zhì)和系統(tǒng)回收率。通常污染是漸進(jìn)發(fā)展的，若不盡早控制，污染將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)對(duì)膜元件進(jìn)行損壞。因此，當(dāng)確認(rèn)膜元件已被污染，或是在長期停機(jī)之前，或是作為定期日常維護(hù)，都建議對(duì)膜元件進(jìn)行清洗。
當(dāng)反滲透系統(tǒng)（或裝置）出現(xiàn)以下癥狀時(shí)，需要進(jìn)行化學(xué)清洗或物理沖洗：
1．產(chǎn)水水質(zhì)降低10～15%，透鹽率增加10～15%；
2．在正常給水壓力下，產(chǎn)水量較正常值下降10～15%；
3．給水壓力增加10～15%；系統(tǒng)各段之間壓差明顯增加。
4．為維持正常的產(chǎn)水量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加10～15%；
5．進(jìn)水和濃水的壓差較基準(zhǔn)狀況上升了15%，各段壓力差增加了15%
保持穩(wěn)定的運(yùn)行參數(shù)，主要是指產(chǎn)水流量、產(chǎn)水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運(yùn)行參數(shù)起伏不定，建議檢查是否有污染發(fā)生，或者在關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)有變化的前提下反滲透的實(shí)際運(yùn)行是否正常。
定時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體性能是確認(rèn)膜元件是否已發(fā)生污染的基本方法。
當(dāng)膜元件僅僅是發(fā)生了輕度污染時(shí)，重要的是清洗膜元件。重度污染會(huì)因阻礙化學(xué)藥劑深入滲透至污染層，影響清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%，很難清洗恢復(fù)到膜系統(tǒng)初始性能。南京工業(yè)純水處理設(shè)備
已受污染的反滲透膜的清洗周期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。正常的清洗周期是每3-12個(gè)月一次。如果在1個(gè)月內(nèi)清洗一次以上，需要改善預(yù)處理，例如追加投資或重新設(shè)計(jì)膜系統(tǒng)；如果清洗反滲透純水設(shè)備周期在1-3個(gè)月一次，應(yīng)側(cè)重于調(diào)整和優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。即使系統(tǒng)長期沒有發(fā)生污染，為了能夠更好的保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，一般可考慮每6個(gè)月進(jìn)行1次化學(xué)清洗。
二、反滲透膜污染特征及處理方法
不同污染物應(yīng)采用不同的清洗藥劑。污染發(fā)生時(shí)通常不是只有一種污染物，因此常規(guī)化學(xué)清洗需要包括低pH值清洗和高pH值清洗兩大步驟。選用哪個(gè)清洗劑進(jìn)行化學(xué)清洗，可以按以下方法判斷：
按反滲透進(jìn)水水質(zhì)判斷;
進(jìn)行全系統(tǒng)膜元件清洗之前，可以從系統(tǒng)中取出一、兩支膜元件，通過進(jìn)行清洗試驗(yàn)，選擇最佳的清洗藥品。
一般來說，清洗方法是采用低pH和高pH的清洗液交替清洗（應(yīng)先低pH后高pH值清洗）。先酸洗后堿洗，或者只采用一種藥劑清洗，例如地下水源的鐵污染，采用簡單的低pH清洗即可。有時(shí)清洗液中加入洗滌劑以便去除微生物和有機(jī)污染物;有些加入螯合劑如EDTA，以便更好地去除膠體、有機(jī)物、微生物和硫酸鹽垢。如果選擇清洗劑不當(dāng)，或清洗順序不當(dāng)，可能會(huì)使污染惡化。
當(dāng)然，在任何情況下不要讓帶有游離氯的水與復(fù)合膜元件接觸，如果發(fā)生這種接觸，將會(huì)造成膜元件性能下降，而且再也無法恢復(fù)其性能，在管路或設(shè)備殺菌之后，應(yīng)確保送往反滲透膜元件的給水中無游離氯存在。在無法確定是否有游離氯時(shí)，應(yīng)通過化驗(yàn)來確證。應(yīng)使用亞硫酸氫鈉溶液來中和殘余氯，并確保足夠的接觸時(shí)間以保證反應(yīng)完全。同時(shí)，在清洗溶液中應(yīng)避免使用陽離子表面活性劑，因?yàn)槿绻褂每赡軙?huì)造成膜元件的不可逆轉(zhuǎn)的污染。
三、反滲透清洗液的選擇和使用
選擇適宜的化學(xué)清洗藥劑及合理的清洗方案涉及許多因素。
首先要與設(shè)備制造商、RO膜元件廠商或RO特用化學(xué)藥劑及服務(wù)人員取得聯(lián)系。確定主要的污染物，選擇合適的化學(xué)清洗藥劑。有時(shí)針對(duì)某種特殊的污染物或污染狀況，要使用RO藥劑制造商的專用化學(xué)清洗藥劑，并且在應(yīng)用時(shí)，要遵循藥劑供應(yīng)商提供的產(chǎn)品性能及使用說明。有的時(shí)候可針對(duì)具體情況，從反滲透裝置取出已發(fā)生污染的單支膜元件進(jìn)行測(cè)試和清洗試驗(yàn)，以確定合適的化學(xué)藥劑和清洗方案。
為達(dá)到最佳的清洗效果，有時(shí)會(huì)使用一些不同的化學(xué)清洗藥劑進(jìn)行組合清洗。
典型的程序是先在低pH值范圍的情況下進(jìn)行清洗，去除礦物質(zhì)垢污染物，然后再進(jìn)行高pH值清洗，去除有機(jī)物。有些清洗溶液中加入了洗滌劑以幫助去除嚴(yán)重的生物和有機(jī)碎片垢物，同時(shí)，可用其它藥劑如EDTA螯合物來輔助去除膠體、有機(jī)物、微生物及硫酸鹽垢。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備
需要慎重考慮的是如果選擇了不適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)清洗方法和藥劑，污染情況會(huì)更加惡化。
化學(xué)清洗藥劑常規(guī)清洗液介紹
溶液1：
0.5%(W)鹽酸低pH清洗液(pH為2.5)，主要用于去除無機(jī)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(jī)膠體。這種清洗液比溶液1要強(qiáng)烈些，因?yàn)辂}酸(HCl)是強(qiáng)酸。鹽酸的下述濃度值是有效的：(18°波美=27.9%，20°波美=31.4%，22°波美=36.0%)。
溶液2：
2.0%(W)檸檬酸(C6H8O7)的低pH(pH值為3~4)清洗液。以于去除無機(jī)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(jī)膠體十分有效。
溶液3：
0.1%(W)氫氧化鈉高pH清洗液(pH為11.5)。用于去除聚合硅垢。這一洗液是一種較為強(qiáng)烈的堿性清洗液。
四、反滲透膜元件化學(xué)清洗步驟：
（1）根據(jù)污染物選擇清洗劑。用膜產(chǎn)水作溶劑，配制相應(yīng)規(guī)定濃度、規(guī)定量的清洗液。應(yīng)確保在進(jìn)入元件循環(huán)之前，所有的清洗化學(xué)品得到很好的溶解和混合。
（2）確保管路閥門開、閉正確。
（3）開清洗泵，低流量輸入清洗液，到膜元件中原水全部被排放為止。
（4）循環(huán)。當(dāng)原水被置換掉后，管路中就應(yīng)該出現(xiàn)清洗液，讓清洗液循環(huán)返回清洗液水箱。循環(huán)清洗液時(shí)及時(shí)添加藥品，保證清洗液不發(fā)生變化。
（5）浸泡。停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時(shí)間1-15小時(shí)（浸泡過夜將更好）。為了維持浸泡過程的溫度，可采用很低的循環(huán)流量。浸泡時(shí)間隨污染嚴(yán)重程度而定，對(duì)于輕度污染，浸泡1-2小時(shí)足夠。
（6）高流量水泵循環(huán)。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的染物。
（7）沖洗。用清水沖洗清洗液，直到清洗被完全排到為止。
（8）重新啟動(dòng)系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動(dòng)后的參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能的時(shí)間取決于原先污染的程度，為了獲得最佳的性能，有時(shí)需要多次的清洗和浸泡步驟。
五、清洗反滲透膜元件的一般步驟：
1、用泵將干凈、無游離氯的反滲透產(chǎn)品水從清洗箱(或相應(yīng)水源)打入壓力容器中并排放幾分鐘。
2、用干凈的產(chǎn)品水在清洗箱中配制清洗液。
3、將清洗液在壓力容器中循環(huán)1小時(shí)或預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。
4、清洗完成以后，排凈清洗箱并進(jìn)行沖洗，然后向清洗箱中充滿干凈的產(chǎn)品水以備下一步?jīng)_洗。
5、用泵將干凈、無游離氯的產(chǎn)品水從清洗箱(或相應(yīng)水源)打入壓力容器中并排放幾分鐘。
6、在沖洗反滲透系統(tǒng)后，在產(chǎn)品水排放閥打開狀態(tài)下運(yùn)行反滲透系統(tǒng)，直到產(chǎn)品水清潔、無泡沫或無清洗劑(通常15~30分鐘)。
六、常見問題解答
1．反滲透系統(tǒng)應(yīng)多久清洗一次??
一般情況下，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化通量下降10～15%時(shí)，或系統(tǒng)脫鹽率下降10～15%，或操作壓力及段間壓差升高10～15%，應(yīng)清洗RO系統(tǒng)。清洗頻度與系統(tǒng)預(yù)處理程度有直接的關(guān)系，當(dāng)SDI15<3時(shí)，清洗頻度可能為每年4次;當(dāng)SDI15在5左右時(shí)，清洗頻度可能要加倍但清洗頻度取決于每一個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。
2．反滲透膜元件一般能用幾年??
膜的使用壽命取決于膜的化學(xué)穩(wěn)定性、元件的物理穩(wěn)定性、可清洗性、進(jìn)水水源、預(yù)處理、清洗頻率、操作管理水平等。根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析通常為5年以上。
3．不作系統(tǒng)沖洗，最長允許停機(jī)多久??
如果系統(tǒng)使用阻后劑，當(dāng)水溫在20～38℃之間，大約4小時(shí);在20℃以下時(shí)，大約8小時(shí);如果系統(tǒng)未用阻垢劑，約1天。
4．怎樣知道膜是否已受到污染??
以下是污染的常見癥狀：
1）膜元件的重量增加；
2）進(jìn)水與濃水間的壓降增加；?
3）在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，產(chǎn)水量下降；
4）膜脫除率明顯變化(增加或降低)；?
5）為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量，必須提高運(yùn)行壓力；?
6）當(dāng)元件從壓力容器內(nèi)取出時(shí)，將水倒在豎起的膜元件進(jìn)水側(cè)，水不能流過膜元件，僅從端面溢出(表明進(jìn)水流道完全堵塞)。南京反滲透純水設(shè)備
反滲透膜的脫鹽率和透鹽率計(jì)算方法：
RO膜的透鹽率=100%–脫鹽率
RO膜的鹽透過率=RO膜產(chǎn)水濃度/進(jìn)水濃度×100%
RO膜的脫鹽率=（1–RO膜的產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量）×100%
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