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那么脏的反渗透膜还能要吗?
发布日期:2018-8-22 17:53:16
    今天下楼偶遇公司技术人员张工带回来10多支很脏很脏的反渗透膜,我很纳闷,这东西都成这样了,为什么不直接扔了呢?

你这个表情这么看着我干什么?
这些膜都脏成这样了,怎么还费劲带回来呢?

这些反渗透膜还能恢复呀,经过我们大河人家专业的反渗透膜清洗,可以把它恢复正常,这年头,省的就是赚的!
净吹吧?那么脏了,都堵死了,还能清洗?

你还不信,这要看是谁清洗的?一个下午时间,你下班后等结果吧。
那我就拭目以待了!

    看着这么脏的反渗透膜,还是忍不住好奇,多拍几张照片,留个记忆。


    拍了几张后,我发现不只是表面脏兮兮黑乎乎的,而且~而且~而且,两端空隙上渗出满满的黑色小颗粒。



    清洗这样的东西,真心做不到啊。
    真的有清洗意义吗?我还是不相信。接下来张工给我见证了一把奇迹。他说这是因为反渗透膜在使用的过程中,由于整个水处理系统设计有问题,造成活性炭遗漏,碳粉在其内部沉积,会使膜堵塞,导致出水量减少。
    只见张工非常熟练的配好清洗药剂,不到10分钟,清洗药箱里全部都变了色,你看看,这颜色,可见反渗透膜脏的有多么严重。


    在张工的手里这些膜经过清洗简直是“脱胎换骨”。虽然我没帮上什么忙,心里还是挺开心的,感觉自己干了一件大事,好神奇的说~

    张工还给我普及了一些反渗透膜污染判断以及膜清洗与消毒方法及注意事项,需要的朋友抓紧时间收藏!

一、反渗透膜污染的分析与判断


1、如何判断是否需要清洗

    反渗透系统(或装置)是否需要清洗,一般以三个技术参数作为依据,在进水水质稳定、温度一定、其他工况条件不变的情况下,产水量、产水电导、单段(6支)膜压差发生变化,即需要进行化学清洗或物理冲洗。在正常的给水压力条件下,经温度矫正后的给水压力增加了10-15%;产水水质降低了10-15%,透盐率增加了10-15%;给水压力增加了10-15%;系统各段之间压差明显增加。



    为了提高清洗效果,清洗前需要对膜污染的状况进行分析,确定污染物的种类,根据反渗透膜污染、结垢的具体情况,选择有针对性的清洗剂进行清洗。实际应用中常常采用以下简便易行的分析方法。


2、目测

    在确定系统已经发生污染,需要实施化学清洗时,最好先打开压力容器端板,直接观察污染物在压力容器端板与膜元件之间的间隙内累积的情况。一般根据直接观察即可基本确定污染物的类型,继而确定相应的清洗方案。



(1)前端污染观察
    预处理滤料(砂粒、活性炭)泄露、胶体污染、有机物污染和生物污染,前端最严重,可以从前端膜元件入口观察到颗粒物及粘液状污染。产生生物污染时会发现腥臭味粘液物质,灼烧刮取的生物粘泥(粘膜),会有蛋白质的焦臭气体。


(2)末端污染观察

    无机盐结垢在系统末端最为严重,在末端膜元件端头处可以摸到粗糙的粉状物。用盐酸(pH=3-4)溶解时有气体冒出,说明沉淀物可能是CaCO3。硫酸盐垢、硅垢在pH很低时也很难溶解。如果垢在0.1mol/L的HF溶液中是可溶的,则可能是硅垢。


3、称重

    污染的膜元件进水流道附着了污染物,整体重量会加大。将取出的膜元件竖立放置,沥干水分后称重,与膜元件的参考重量进行对比,多余的重量即为附着污染物的重量。



二、反渗透膜污染类型及清洗方法

    在正常运行下,反渗透膜可能被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染,这些物质沉积在膜表面引起净水装置出力下降、脱盐率下降或压差升高,甚至对膜造成不可恢复的损伤,因此,为了恢复良好的透水和除盐性能,需要对膜进行清洗。



膜污染类型:


1、胶体污染

    胶体污染发生在所有以压力为驱动力的膜分离系统中,在天然水中,胶体形式主要为粘泥、胶体硅、金属氢氧化物及有机质。



    上图为被有机物污染的膜片采样灼烧后的残余量,膜上伴随有无机盐垢。


2、结垢

    结垢为溶解性较差的盐类、金属的沉积,在反渗透系统中常见的结垢形式为:碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶。另外也可能有硅垢、氟化钙、磷酸钙等垢。
    此类结垢是由于反渗透过程的浓缩而引起的。铁、锰也会因为氯、氧的氧化而以氧化态形式沉积于膜上。上图为碳酸钙、硫酸钙垢附着在膜表面的情形。



3、微生物污染
    微生物污染常会发生于反渗透过程中,因为大多数膜都须运行在无活性氯的环境中。
    ☆ 细菌在膜表面粘附、繁殖,并分泌粘液,是膜潜在的污染物。
    ☆ 细菌和粘液在膜表面的支撑层上不断积累,从而导致潜在的胶体和结垢污染。
    ☆ 细菌也会在反渗透系统的产水侧滋长,并分泌粘液。


4、化学污染

    化学污染是指进水中某些可容物质、有机物质与膜发生结合,或是膜与预处理的错误加入的药剂发生反应。例如:阳离子型的表面活性剂与表面带有负电的聚酰胺膜结合;絮凝剂与阻垢剂选用不当,反而污染膜面。



反渗透设备清洗方法:

1、低压冲洗反渗透设备
    对反渗透设备进行清洗,低压力、低pH值的冲洗有利于剥除附着在膜表面上的污垢,维持膜性能,或当反渗透设备进水SDI突然升高超过5.5以上时,应进行低压冲洗,待SDI值调至合格后再开机。

2、酸洗
(1)低流量输入清洗液:清洗液从浓水处全部排出约3-5分钟;
(2)循环浸泡:当原水被置换掉后,循环清洗液约30分钟;
(3)冲洗:用RO产水冲洗系统1小时即可。



    注意:在酸洗时要检查pH值。酸消耗在无机沉淀物的溶解过程中,因此如果pH值高出0.5pH单位,需要再补充酸调节pH值增加清洗效果。当反渗透系统末端出现盐垢时,可用酸液浸泡清洗单元。一般情况下浸泡1~2小时,但对于较难除去的污垢则需延长浸泡时间,以使酸液与垢类充分接触反应,但复合膜元件浸泡不得超过15小时。


3、碱洗

(1)低流量输入清洗液清洗液从浓水处全部排出约三分钟;
(2)循环:当原水被置换掉后,浓水管路中就应该出现清洗液,可以让清洗液循环返回清洗液水箱。循环清洗液约30分钟,循环过程中观察pH值变化,如有变化时,加NaOH调pH值在11-12之间;
(3)浸泡:pH值在11-12之间停止清洗泵的运行,让膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡时间3~6小时(污堵严重浸泡过夜将更好)。期间每隔半小时循环10分钟;
(4)冲洗:用RO产水冲洗系统,以冲出水pH中性或与进水pH相当即为终点。



引起膜污染注意事项:
(1)如果进水中含有较高的盐份及铁化合物时,长期运行会在反渗透膜表面沉积造成污染。必须控制此现象,防止膜表面产生沉积,避免升高的压力差而导致反渗透膜表面的损伤。
(2)在使用阻垢剂时,特别要注意的是所使用的絮凝剂是否与阻垢/分散剂相容,否则会造成反渗透膜阻塞。
(3)阻垢剂产品在储存温度低于凝固点时会结冰,如果结冰应使其全部溶化并搅拌均匀后再使用,注意确定合理的加药剂量,加药剂量过高或不足都会引起膜污染。

三、膜清洗与消毒方法及注意事项介绍:
    水处理系统进水中存在各种形式可导致反渗透和纳滤膜表面污染的物质,例如水合金属氧化物、含钙沉淀物、有机物及生物。污垢就是指覆盖在膜表面上的各种沉积物,包括水中的结垢物,以下介绍以陶氏膜为例。



1、分析膜污染类型的方法

    分析系统性能数据,参阅上面——反渗透膜污染的分析与判断。
    分析进水组成,发生污垢的可能性或许经过分析原水水质报告,就能显而易见的发现。
    分析测定SDI值的微孔滤膜膜面上所截留的污物。
    分析保安滤器滤芯上的沉积物。
    检查进水管内表面及膜元件的进出水端面,如为红棕色,则表示可能已发生铁的污染;泥状或胶状沉积物通常为微生物或有机物污染。

2、膜清洗条件判断
    标准化产水量降低10%以上;
    进水和浓水之间的标准化压差上升了15%;
    标准化透盐率增加5%以上;
    以上的标准比较条件取自系统经过最初48小时运行时的操作性能。
    说明:日常操作时必须测量和记录每一段压力容器间的压差(ΔP),随着元件内进水通道被堵塞,ΔP将增加。需要注意的是,如果进水温度降低,元件产水量也会下降,这是正常现象并非膜的污染所致。

3、清洗注意事项

(1)当准备清洗液时,应确保在进入元件循环之前,所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。
(2)膜系统的产水,如果对管道没有腐蚀问题时,可用经脱氯的饮用水和经预处理的给水。在恢复到正常操作压力和流量前,必须注意开始要在低流量和压力下冲洗大量的清洗液。此外,在清洗过程中清洗液也会进入产水侧,因此,产水必须排放10分钟以上或直至系统正常启动运行后产水清澈为止。
(3)在清洗液循环期间,pH为2~10时温度不应超过50ºC,pH为1~11时温度不应超过35ºC,pH为1~12时温度不应超过30ºC。
(4)对于直径大于6英寸的元件,清洗液流动方向与正常运行方向必须相同,以防止元件产生“望远镜”现象,因为压力容器内的止推环仅安装在压力容器的浓水端。

4、根据元件型号及污染程度而定

对于一般污染情况:
    每支4040型膜元件需配制8.5升清洗液;每支8英寸膜元件需配制34升清洗液。


对于严重污染情况:

    每支4040型膜元件需配制16升清洗液;每支8英寸膜元件需配制55升清洗液。

四、膜清洗要求与清洗步骤注意事项介绍


1、清洗系统要求:

    清洗泵的大小根据下表中的流量和压力再加上管路和滤芯的压力损失来选择,水泵的材质至少必须是316不锈钢或非金属聚酯复合材料。
    清洗系统中应设有必要的阀门、流量计和压力表以控制清洗流量,联结管线既可以是硬管也可以是软管,清洗管道流速应小于3m/s。



2、清洗步骤
    生物污染是RO系统操作中最常见和最严重的问题之一,特别是当水源为地表水或富含细菌的进水,控制水中微生物的活动尤为重要,正确的设计和预处理操作是防止出现微生物污堵的先决条件,完整的取样和分析步骤是操作程序的一部分,这样微生物活动的增加在早期阶段就可发现。下面我们以生物污染清洗为例:



1、生物污染清洗液

清洗液一:0.1%NaOH,pH12,最高温度30℃;
清洗液二:0.1%NaOH+0.025%十二烷基苯磺酸钠,pH12,最高温度30℃;
清洗液三:0.1%NaOH+1.0%乙二胺四乙酸四钠,pH12,最高温度30℃。



2、生物污染清洗步骤

1、低流量输入清洗液
    当清洗水泵混合清洗液,清洗液预热以及用清洗液置换元件内的原水时,应按下表所列流量值的一半即按低流量和低压力操作条件进行,所需的压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可。压力必须低到不会产生明显的渗透产水。低压能够最大限度的减低污垢再次沉淀到膜表面,并排放部分浓水以防止清洗液的稀释。


2、循环

    当原水被置换掉后,浓水管路中就应该出现清洗液,可以让清洗液循环返回清洗液水箱。循环清洗15分钟或直到颜色不变为止。如果颜色仍发生变化,放掉清洗液重新配置新的清洗液。



3、浸泡
    停止清洗泵的运行,让膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡时间1~15小时(浸泡过夜将更好)。为了维持浸泡过程的温度,可采用很低的循环流量(约为下所示流量的10%)。浸泡时间随污染严重程度而定,对于轻度污染,浸泡1~2小时足够。


4、高流量水泵循环

    按下表所示的流量循环45分钟。高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的污染物。如果污染严重,采用高于表中所规定的50%的流量将有助于清洗,在高流量条件下,将产生过高压降的问题,单元件最大允许的压降为1bar(15psi),对多元件压力容器最大允许压降为3.5bar(50psi),以先超出为限。



5、冲洗
    经预处理的合格出水可以用于冲洗清洗液,除非存在腐蚀问题。为了防止沉淀,最低冲洗温度为20 C,系统冲洗时间约1小时。


6、重新启动系统

    必须等元件和系统达到稳定后,记录系统重新启动后的运行参数,清洗后系统性能恢复稳定的时间取决于原先污染的程度。为了获得最佳性能,有时需多次清洗和浸泡步骤。


高流量循环期间每支压力容器推荐流量
说明:
实践表明,清洗液3的清洗效果不及清洗液2或清洗液1。


    对任何清洗液而言,清洗液与膜元件的接触时间最重要。为了恢复系统性能,有时需要数次清洗液浸泡过夜。在元件清洗之后,再清洗一次才可非常有效地除去膜面上残留的生物污染膜。任何残留的生物污染膜将会吸引和捕捉污染物,所以,再清洗一遍将有利于延长清洗周期,提高系统性能。


    在分析反渗透设备不能正常运行的问题时如同医生问诊要采用“望闻问切”知其所以然,设备运行最好的方法就是从一开始就要进行防范,一个从“娘胎”里出来就是残疾的孩子是称不上完美的。 如何规避“天生残疾”的反渗透系统,最基本的就是要设计合理,首先我们浅谈一下RO系统的设计 。


RO系统的设计建议:


1、设计RO系统时应有水质全分析

    如果水质存在季节性的变化(在地表水中十分常见)或水源变化,尽量获取你所能得到的所有分析数据。


2、现场进行15分钟SDI(污染密度指数)试验

    确定发生胶体污堵的可能性,确认在设计RO系统时已设计有足够的预处理。


3、在设计RO时(特别是有可能发生污染时)应留有余地

    在设计以干净井水作为给水水源的反渗透系统时,可以采用比地表水系统更加激进的设计。


4、在保守的RO系统设计时选用较低的水通量

    在保守的RO系统设计时选用较低的水通量,对于以井水作为给水水源的系统,设计水通量应控制在14~18gfd的范围内。


5、回收率应取较为保守的值,使污染物的浓度降至最低

    一个保守的设计应尽量增加进水横向流速和浓水流速,横向流速越高,膜表面盐分和污染物向主体溶液的扩散速度越快,因而可以减少膜表面盐分和污染物的浓度。


6、对于不同的使用场合选择合适的膜元件类型

    有时,在处理难于处理的地表水和工业废水水源时,使用电中性的CAB(醋酸纤维素)膜元件优于使用带负电荷的CPA(聚酰胺复合)膜元件。 



    你的RO反渗透设备在诞生之前是否做足了“检查”呢?没有做足课前功课,诞生一个“残疾”系统也就不足为怪了!首先给你的系统做个“全身检查”吧!

    以上就是对反渗透膜清洗相关的介绍,大家如果有不同看法,或者更好的建议,欢迎大家在下方评论留言!大家共同学习!共同进步!

作者:大河人家

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