反渗透纯水设备清洗方法

发布日期:2011-4-23 阅览数:1157次

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反渗透膜维护清洗
1.反渗透膜元件的污染与清洗
在正常运行一段时间后,反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染,这些污染中常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属非溶性天然有机物污染通常是由地表水或深井水中的营养物的分解而导致的。有机污染的化学机理很复杂,主要的有机组份或是腐植酸,或是灰黄霉酸。非溶性NOM被吸附到膜表面可造成RO膜元件的快速污染,一旦吸收作用产生,渐渐地结成凝胶或块状的污染过程就会开始。


2.微生物沉积:

       有机沉积物是由细菌粘泥、真菌、霉菌等生成的,这种污染物较难去除,尤其是在给水通路被完全堵塞的情况下。给水通路堵塞会使清洁的进水难以充分均匀的进入膜元件内。为抑制这种沉积物的进一步生长,重要的是不仅要清洁和维护RO系统,同时还要清洁预处理、管道及端头等。对膜元件采用氧化性杀菌时,请与宜兴市富华水处理设备有限公司技术支持部门联系,使用认可的杀菌剂。


3.清洗液的选择和使用

       选择适宜的化学清洗药剂及合理的清洗方案涉及许多因素。首先要与设备制造商、RO膜元件厂商或RO特用化学药剂及服务人员取得联系。确定主要的污染物,选择合适的化学清洗药剂。有时针对某种非凡的污染物或污染状况,要使用RO药剂制造商的专用化学清洗药剂,并且在应用时,要遵循药剂供给商提供的产品性能及使用说明。有的时候可针对具体情况,从反渗透装置取出已发生污染的单支膜元件进行测试和清洗试验,以确定合适的化学药剂和清洗方案。为达到最佳的清洗效果,有时会使用一些不同的化学清洗药剂进行组合清洗。典型地程序是先在低pH值范围的情况下进行清洗,去除矿物质垢污染物,然后再进行高pH值清洗,去除有机物。有些清洗溶液中加入了洗涤剂以帮助去除严重的生物和有机碎片垢物,同时,可用其它药剂如EDTA螯合物来辅助去除胶体、有机物、微生物及硫酸盐垢,需要慎重考虑的是假如选择了不适当的化学清洗方法和药剂,污染情况会更加恶化。


4.化学清洗药剂的选择及使用准则

       选用的专用化学药剂,首先要确保其已由化学供给商认定并符合用于海德能公司膜元件的要求。药剂供给商的指导/建议不应与海德能公司此技术服务公告中推荐的清洗参数和限定的化学药剂种类相冲突;假如正在使用指定的化学药剂,要确认其已在此海德能公司技术服务公告中列出,并符合海德能公司膜元件的要求;采用组合式方法完成清洗工作,包括适宜的清洗pH、温度及接触时间等参数,这将会有利于增强清洗效果;在推荐的最佳温度下进行清洗,以求达到最好的清洗效率和延长膜元件寿命的效果;以化学药剂接触次数进行清洗,对延续膜寿命有益;谨慎地由低至高调节pH值范围,可延长膜元件的使用寿命。pH范围为2~12;典型地、有效的清洗方法是从低pH至高pH溶液进行清洗。对油污染膜元件的清洗不能从低pH值开始,因为油在低pH时会固化;清洗和冲洗流向应保持相同的方向;当清洗多段反渗透装置时,有效的清洗方法分段清洗,这样可控制清洗流速和清洗液浓度,避免前段的污染物进入下游膜元件;用较高pH产品水冲洗洗涤剂可减少泡沫的产生;假如系统已发生生物污染,就要考虑在清洗之后,加入一个杀菌剂化学清洗步骤。杀菌剂必须可在清洗后立即进行,也可在运行期间定期进行连续加入一定的剂量。必须确认所使用的杀菌剂与膜元件相容,不会带来任何对人的健康有害的风险,并能有效地控制生物活性,且成本低;为保证安全,溶解化学药品时,切记要慢慢地将化学药剂加入充足的水中并同时进行搅拌;从安全方面考虑,不能将酸与苛性物质混合。在要使用下一种溶液之前,从RO系统中彻底冲洗干净滞留的前一种化学清洗溶液。


5.清洗液的选择

       常规清洗液配方提供的清洗溶液是将一定重量的化学药品加入到100加仑的洁净水中。溶液是按所用化学药品和水量的比例配制的。溶剂是RO产品水或去离子水,无游离氯和硬度。清洗液进入膜元件之前,要求彻底混和均匀,并按照目标值调pH值且胺目标温度值稳定温度。常规的清洗方法基于化学清洗溶液循环清洗一小时和一种任选的化学药剂浸泡一小时的操作而设定的。


6.常规清洗液介绍

        2.0%柠檬酸的低pH清洗液。以于去除无机盐垢、金属氧化物/氢氧化物及无机胶体十分有效。
0.5%盐酸低pH清洗液,主要用于去除无机物垢,金属氧化物/氢氧化物,及无机胶体。这种清洗液比溶液1要强烈些,因为盐酸是强酸。盐酸的下述浓度值是有效的:。
0.1%氢氧化钠高pH清洗液。用于去除聚合硅垢。这一洗液是一种较为强烈的碱性清洗液。


7.RO膜元件的清洁和冲洗程序

        RO膜元件可置于压力容器中,在高流速的情况下,用循环的清洁水流过膜元件的方式进行清洗。RO的清洗程序完全取决于具体情况,必要时更换用于循环的清洁水。
RO膜元件的常规清洗程序如下:
在60psi或更低压力条件下进行低压冲洗,即从清洗罐中向压力容器中泵入清洁水然后排放掉,运行几分钟。冲洗水必须是洁净的、去除硬度、不含过渡金属和余氯的RO产品水或去离子水。
在清洗罐中配制特定的清洗溶液。配制用水必须是去除硬度、不含过渡金属和余氯的RO产品水或去离子水。温度和pH应调到所要求的值。
启动清洗泵将清洗液泵入膜组件内,循环清洗约一小时或是要求的时间。在起始阶段,清洗液返回至RO清洗罐之前,将回流液排放掉,以免系统内滞留的水对清洗溶液造成稀释。在5分钟内,慢慢地将流速调节到设计流速的1/3。这可以减少由污物的大量沉积而造成的潜在污堵。在第二个5分钟内,增加流速至设计流速的2/3,然后,再增加流速至设计的流速值。假如需要,当pH的变化大于1,就要重新调回到原数值。
根据需要,可交替采用循环清洗和浸泡程序。浸泡时间建议选择1至8小时。要谨慎地保持合适的温度和pH。
       化学清洗结束之后,要用清洁水进行低压冲洗,从清洗装置/部件中去除化学药剂的残留部分,排放并冲洗清洗罐,然后再用清洁水完全注满清洗罐以作冲洗之用。从清洗罐中泵入所有的冲洗水冲洗压力容器至排放。假如需要,可进行第二次清洗。
一旦RO系统已用贮水罐中的清洁水完全冲洗后,就可用预处理给水进行低压冲洗。给水压力应低于60psi,冲洗持续进行直至冲洗水干净,且不含任何泡沫和清洗剂残余物。通常这需要15~60分钟。操作人员可用干净的烧瓶取样,摇匀,监测排放口处冲洗水中洗涤剂和泡沫的残留情况。洗液的去除情况可用测试电导的方法进行,如冲洗水至排放出水的电导在给水电导的10~20%以内,可认为冲洗已接近终点;pH表也可用于测定,来比较冲洗水至排放出水与给水的pH值是否接近。
        一旦所有级段已清洗干净,且化学药剂也已冲洗掉,RO可重新开始置于运行程序中,但初始的产品水要进行排放并监测,直至RO产水可满足工艺要求。为得到稳定的RO产水水质,这一段恢复时间有时需要从几小时到几天,尤其是在经过高pH清洗后。


8.反渗透膜的化学清洗与水冲洗

       清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环,此时膜元件仍装在压力容器内而且需要专门的清洗装置来完成该工作。
清洗反渗透膜元件的一般步骤:
一、用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱打入压力容器中并排放几分钟。
二、用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。
三、将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。
四、清洗完成以后,排净清洗箱并进行冲洗,然后向清洗箱中布满干净的产品水以备下一步冲洗。
五、用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱打入压力容器中并排放几分钟。
六、在冲洗反渗透系统后,在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统,直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂。
2、膜技术在电子工业纯水制造中的应用
膜技术在电子工业纯水制造中的应用
一、纯水在电子元器件生产中的作用
  纯水在电子工业主要是电子元器件生产中的重要作用日益突出,纯水水质已成为影响电子元器件产品质量、生产成品率及生产成本的重要因素之一,水质要求也越来越高。在电子元器件生产中,高纯水主要用作清洗用水及用来配制各种溶液、浆料,不同的电子元器件生产中纯水的用途及对水质的要求也不同。
  在电器电容器生产中,铝箔及工作件的清洗需用纯水,如水中含有氯离子,电容器就会漏电。在电子管生产中,电子管阴极涂甫碳酸盐,如其中混入杂质,就会影响电子的发射,进而影响电子管的放大性能及寿命,因此其配液要使用纯水,在显象管和阴极射线管生产中,其荧光屏内壁用喷涂法或沉淀法附着一层荧光物质,是锌或其他金属的硫化物组成的荧光粉颗粒并用硅酸钾粘合而成,其配制需用纯水,如纯水中含铜在8ppb以上,就会引起发光变色;含铁在50ppb以上就会使发光变色、变暗、闪光跳跃;含奇有机物胶体、微粒、细菌等,就会降低荧光层强度及其与玻壳的粘附力,并会造成气泡、条迹、漏光点等废次品。在黑白显象管荧光屏生产的12个工序中,玻壳清洗、沉淀、湿润、洗膜、管颈清洗等5个工序需使用纯水,每生产一个晶体管需用纯水80kg[1]。液晶显示器的屏面需有纯水清洗和用纯水配液,如纯水中存在着金属离子、微生物、微粒等杂质,就会使液晶显示电路发生故障,影响液晶屏质量,导致废、次品。显像管、液晶显示器生产对纯水水质的要求见表1。
表1 显像管、液晶显示器用纯水水质


 
  在晶体管、集成电路生产中,纯水主要用于清洗硅片,另有少量用于药液配制,硅片氧化的水汽源,部分设备的冷却水,配制电镀液等。集成电路的产品质量及生产成品率关系很大。水中的碱金属(K、Na等)会使绝缘膜耐压不良,重金属(Au、Ag、Cu等)会使PN结耐压降低,Ⅲ族元素(B、Al、Ga等)会使N型半导体特性恶化,V族元素(P、As、Sb等)会使P型半导体特性恶化[2],水中细菌高温碳化后的磷(约占灰分的20-50%)会使P型硅片上的局部区域变化为N型硅而导致器件性能变坏[3],水中的颗粒(包括细菌)如吸咐在硅片表面,就会引起电路短路或特性变差。
3反渗透系统运行-PLC自动控制
反渗透是一种膜分离技术,反渗透膜的孔径与水分子基本一致,只有与水分子大小相仿的粒子能够通过,其他粒子或杂质被分离出去,从而使原水得到净化,工艺流程如图1所示。
  随着反渗透系统设备造价和运行费用的不断降低,越来越多的行业(电力、石油、煤炭、化工等)都在使用反渗透系统生产各种工艺用脱盐水,由于反渗透系统人工方式很难保证反渗透系统的长期稳定运行,因此采用PLC作为反渗透系统的自动控制设备就变得非常必要。本文结合实际,介绍一种反渗透PLC控制系统的编程方法,用来简化系统的逻辑关系,提高PLC程序的易读性。
  1 设计要点
  1.1 主要控制回路
  反渗透装置的高压泵进口装有低压保护开关,出口装有高压保护开关。高压泵与水箱低液位连锁。当高压泵进口低压开关动作时,系统会自动发出信号停止高压泵的运行,保护高压泵不在缺水情况下工作。当因其它的原因误操作,使高压泵的出口压力超过某设定值时,高压泵出口高压保护会自动切断高压泵供电,保护系统不在超高压下运行。
  反渗透的启停保护。当反渗透投入运行时,为了防止高压

 
泵突然起动升压,采用出口电动慢开门缓慢提升压力,使膜元件逐渐升压至一定的压力。当反
渗透停止使用时,延迟关闭进水电动阀,启动反渗透冲洗泵,打开冲洗自动阀、浓水端自动排放阀和产水自动阀,自动冲洗5 10rain左右,以避免浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能。
  1.2 主要控制对象及控制步序
  反渗透控制模式是一种基于时序的状态转换模式,具体转换顺序见表中的状态列,共有lO个状态,状态转换是不可跳跃的,上位机监控程序画面中有系统启动和系统停止两个按钮,触发启动按钮后,状态转换开始,绝大多数转换是定时发生的,只有在运行(二)状态下,转换才由按下停止按钮来触发。
  1.3 状态转换的实现
  通过以上分析,程序首先要建立基于定时触发器的状态转换,如图2。图中所选定计时单位为0.1s,有输入时,计时开始;计时到时,输出线圈闭合;无输入时,线圈断开。所有状态依次触发,并全部保持,直到系统后一个状态触发,全部状态均断开。
  1.4 程序的动作输出
  状态时序形成以后对于确定设备的输出动作是非常有帮助的,它可以使编程简单化。例如,要确定进水阀的输出就可以先看控制步序表的进水阀列,表明进水阀是在三个时间段里面是开的,其余是关的,并且后两个时间段是连续的。那么,这三个时间段,用自然语言可以表示为:系统运行后,开机低压冲洗未结束时或者预启动结束而运行(二)未结束时。
4、反渗透系统故障排除方法
反渗透系统故障排除
  反渗透系统的故障现象主要有三类:透水量减少、盐透过率增大以及压降增大,反渗透系统出现故障会导致脱盐率的下降和产品水量的降低,如果二者或其中之一缓慢地降低,则可能是污垢或水垢产生的常见现象,可以通过清洗反渗透系统来解决问题。
  1.评估反渗透系统机械和化学问题
  反渗透系统机械问题主要是O形圈的损坏、盐水密封的损坏、泵的损坏、管道和阀门的损坏、不精确的仪表等。反渗透系统化学问题一是酸添加的不适当,高剂量的酸会损坏膜或引起基于硫酸盐的结垢,低剂量会导致碳酸盐或基于金属氢氧化物的垢或污染;二是阻垢剂添加的不适当,高剂量可能导致污染,低剂量可能导致结垢。
  2.鉴定反渗透系统污染物
  一是分析进料液、盐水和产品液的无机成分,总有机碳(TOC)、浊度、pH值、TDS、总悬浮固体(TSS)、SDI和温度,其中SDI、TSS和浊度的测定能提供微粒物质污染的依据,TOC的测定可预示有机物的污染倾向;二是浸渍和分析反渗透系统进料液筒过滤器或SDI过滤器滤垫。
  3.反渗透系统核实仪表操作
  包括压力表、流量计、pH计、电导率计、温度计等,必要时重新校正。
  4.分析反渗透系统进料水化学条件的变化
  将现行的进料水分析和设计时的基准数据相比较,进料水化学条件的变化会产生增添预处理或更新原有预处理设备的需求。
  5.重新检查反渗透系统的操作数据
  检验操作记录、通量及脱盐率的变化,考虑温度、压力、给水浓度、膜的年龄等对产量和脱盐率的影响。
  6.选择反渗透系统合适的清洗方案
  在清洗方案的选择中,应考虑以下因素:膜的类型和清洗剂选择的相容性,清洗设备的需求,系统的结构材料,污染物的鉴定等。
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      反渗透膜污染原因及特征
 
反渗透膜受到污染的主要原因是由金属氧化物沉积引起的,常见的金属氧化物有氢氧化铁、氢氧化铝和氧化锰等。还有微生物黏泥,水中的悬浮物与胶体物质在膜表面的沉积,以及碳氢化合物和硅酮基的油及脂类覆盖膜面等.其特性如下表所示:


1:24hr内发生;2:2-3周以上发生;3:在无甲醛保护液情况下。
6反渗透膜性能下降原因及处理方法
反渗透膜的性能下降主要原因是由于膜表面受到了污染,如表面结垢,膜面堵塞;或是膜本身的物理化学变化而引起的。物理变化主要是由于压实效应引起膜的透水率下降;化学变化主要是由于PH值的波动而引起的,如使醋酸纤维素膜水解;游离氯也会使芳香聚酰胺膜性能恶化。反渗透膜污染堵塞的主要原因是由于膜面沉积和微生物的滋长而引起的。其中微生物不公堵塞膜,并对醋酸纤维素有侵蚀损害作用。因此,在膜内必须保持一定的余氯0。1~0。5mg/L,而在芳香聚酰胺膜前余氯要小于0。1mg/L。
        反渗透膜的清洗处理是一个细微而又烦杂的工作,目前国产膜的质量还不够高,多清洗膜易损坏。为了减轻清洗工作,必须要搞好前处理,严格把好水质关,否则“后患无穷”。
        处理的方法是:定期用0。1%甲醛溶液,或者100mg/L浓度的新诘尔灭循环清洗处理至少1小时。已经污染的膜要用2%柠檬酸铵溶液(PH=4~8)进行清洗,或用亚硫酸氢钠、六偏磷酸钠、稀盐酸等来防止锰、铁及碳酸盐的结垢。有时也用酶洗涤剂对有机物进行清洗。清洗压力0。34~0。98MPa(3。5~10kgf/cm2),清洗流速为原来水处理流速的2~3倍。
7反渗透膜化学清洗技巧
我国污水污染物排放标准的日趋严格、膜材料生产的大规模国产化,越来越多的膜技术应用于市政污水和各种工业污水的处理领域中,膜材料的清洗会直接影响膜的寿命和运行成本。

    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,液温不超过35·C。系统若停用5天以上,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


 
8反渗透设备的日常维护保养
 
1、保安过滤器进出口压差升高(>0.15Mpa),则必须更换滤芯,以确保RO装置正常运行。建议:每三天必须将滤芯取出检查并清洗。滤芯更换周期视其进水水质而定。
2、定时定期记录RO装置各种运行参数。建议:每两小时记录RO装置各运行参数一次。
3、随着运转时间增长,膜表面将附着沉淀物,影响透水量,就要定期清洗RO元件。若发现组件中每个膜元件的压力将大于0.1Mpa要立即进行清洗(清洗由清洗系统完成)。按不同的污染状况,有针对性的处理措施。具体清洗方法详见《反渗透膜化学清洗方法》。
4、定时定期检查检验电导率仪及各压力表,使之正常准确地工作。
5、定时定期检查电器控制系统,确保设备运行正常。
6、定时定期检查高压泵及RO前置泵,按保养手册及时更换润滑油。
7、反渗透装置停机保养:
   1.RO装置短期停机(不超过三天),每天必须用保安过滤器冲洗30分钟并保证RO组件内充满过滤水。
   2.RO装置如长期停机(大于三天),应采用1%甲醛溶液,充满RO组件,然后关闭所有阀门,且每月检查一次。夏天,控制环境温度以防霉变,冬季防冻,必要时可加入10-20%甘油。
   3.保存用水用反渗透淡水,甲醛应用化学试剂产品。
   4.当由复合膜组成的反渗透系统拟暂停使用达一周以上时,则系统应以1%的NaHSO3溶液进行浸泡,以防止细菌在膜面繁殖。
反渗透膜维护清洗
9反渗透膜的清洗
反渗透装置在长期运行中,膜表面会逐渐积累各种污染物,如胶体、微生物、无机物垢、金属氧化物等。这些物质沉积在膜表面上,会引起反渗透装置性能的下降。为了恢复膜的性能,需对膜进行化学清洗和消毒。
1.清洗的判断标准
反渗透系统运行过程中,必须密切注意系统的脱盐率、浓水量、透过水量以及膜组件给水侧进出口压差的变化,尽早发现问题,并根据原水分析报告预测可能发生的污染,调整预处理方法和变更操作条件。当出现下列情形之一时需对膜元件进行化学清洗:①标准化后盐的透过率增加10%~15%;②标准化后透过液流量降低10%~15%;③进水和浓水的压差△p较基准状况上升了15%(基准状况为反渗透设备***初24~48h的操作参数或上次清洗后的操作参数),各段压力差增加15%;④作为日常维护,一般在正常运行3~6个月后;⑤需长期停用,在用保护液进行保护前。
2.膜污染特征和清洗药剂
(1)膜污染特征
反渗透膜面上常见的污染物有金属氧化物、碳酸盐、硫酸盐、胶体、微生物、有机物等,不同的膜污染物表现出不同的特征,如表4—5所示。
(2)膜清洗剂
不同的膜生产厂商对上述污染物采用的清洗药剂不完全相同。具体的清洗方式或专用清洗剂参照膜厂商的技术手册。但一般来说,酸清洗除去无机沉淀物如金属氧化物、碳酸盐,pH值调至2~4;碱清洗除去有机物、微生物,一般pH值调至10~12。常用化学清洗试剂如下。
①酸HCl、H2S04、H3P04、柠檬酸、草酸等。其中柠檬酸较常用,其缺点是与
Fe2+形成难溶化合物,需要用氨水调节pH=4,使Fe2+形成易溶的铁铵柠檬酸盐来解决。
②碱有P03-4、C02-3和OH-等,对污染物有松弛、乳化和分散作用,与表面活性
剂一起对油、脂、污物和生物物质有去除作用;另外对Si02—也有一定的效果。
③螯合剂***常用的为EDTA,与Ca2+、Mg2-、Ba2+、Fe2+等形成易溶的络合物,故对碱土金属的硫酸盐很有效,其他螯合剂有磷羧酸、葡萄糖酸等。
④表面活性剂可降低膜的表面张力,起湿润、增溶、分散和去污作用,***常用的为非离子表面活性剂,如TritonX-100,但应注意目前复合膜与TritonX-100不相溶。
⑤酶主要有蛋白酶等,有利于有机物的分解。
3.清洗装置
一般的清洗装置由清洗箱、清洗泵、5~l0μm保安过滤器、管道、阀门和控制仪表(压力表、流量表、温度计)等组成。特殊要求时,清洗箱可装上加热或冷却装置,清洗流程如图4—8所示。
(1)清洗箱
清洗箱应用耐腐蚀材料,如聚丙烯、玻璃钢等制作。清洗箱的容积根据一次清洗的压力容器的体积、清洗回路的管件和滤器等的容积来确定。
【例4-1】反渗透装置有8个¢8”压力容器,每个压力容器内装6个40”长的膜元件,试计算清洗箱的体积。
解:每个压力容器的体积
8个压力容器的容积V8=0.194×8=1.552m3。
假设使用DN80mm管径30m清洗管道,管道内储水的体积
总体积V=V8+Vp=1.552+0.151=1.703m3
考虑到未预见因素,总体积乘以系数1.2,即总体积V总=1.703×1.2=2.04m3
(2)清洗泵
清洗泵通常是316不锈钢离心泵或玻璃钢泵。清洗泵的扬程应考虑保安过滤器的压降、管道的阻力损失等,一般选用压力为0.3—0.5MPa。
膜厂商对不同规格的膜组件的清洗流速有一规定的范围。如¢8”膜元件的清洗流量为6.8~9.1m3/h,压力容器并联4根,清洗泵流量为(6.8~9.1)×4=27.2~36.4m3/h。
(3)保安过滤器
该过滤器用以除去清洗下来的沉淀物。大小由清洗流量而定。
4.一般清洗步骤
①用反渗透产水配置清洗液,检查溶液的pH值,在清洗之前,要确定所有的药剂都溶解并搅拌均匀。
②溶液混合完毕后,以合适的流量和压力开始清洗,清洗液在***初的几分钟排入地沟,然后再循环。,
③清洗过程中要注意清洗液的升温情况,观察清洗液颜色的变化,如清洗液变色或变得较浑浊,则需重新配置清洗液。在酸清洗时要注意pH值,如pH值升高o.5个单位,则必须再加酸。
④停泵,使元件浸泡在溶液中1h左右。
⑤再循环,时间为30~40min。
⑥清洗完毕后,以反渗透产水或预处理出水冲洗出残余的清洗液。
⑦冲洗结束,按规定的运行方式运行,***初产水排放至少10min。
5.反渗透设备的清洗范例
参考下述的清洗条件、清洗顺序、清洗药剂量及药液浓度后进行实施。
(1)清洗条件
①酸洗
a.柠檬酸洗净2%水溶液;pH值2~4(用氨水溶液调整pH值);低压,希望2kg/cm2以下;水温常温;时间1h/段,希望浸泡1夜。
b.草酸洗净2%水溶液;pH值2~4(用氨水溶液调整pH值);低压,希望2kg/cm2
以下;水温常温;时间1h/段,希望浸泡1夜。
②洗涤剂洗净JS-200洗涤剂洗净。5%水溶液(原液为100%);pH值7~10(用氨水溶液调整pH值);低压,希望2kg/cm2以下;水温常温,希望为30~40℃;时间,1h/段,希望浸泡1夜。
(2)清洗顺序
①第1日
a.酸洗酸洗液为柠檬酸2%水溶液,pH值2—4(用氨水溶液调整pH值);草酸0.2%水溶液,pH值2~4(用氨水溶液调整)。清洗顺序为循环60min,浸泡30—60min,再循环30~60min,***后水洗。.
b.洗涤剂洗净JS-200洗涤剂洗净,5%水溶液,pH值7—10。清洗顺序为循环60min,浸泡30—60min,再循环30~60min,浸泡1夜。
②第2日继续用JS-200洗涤剂清洗,循环水洗60min。
注:可能的话希望能在清洗前进行事前浸泡。酸洗时也希望1夜浸泡。
(3)清洗液量计算(以8”膜元件18支为例)
每支膜元件酸洗液用量为40L,18支用量为720L。其中假定管道内液量80L;每支膜元件压力容器液量(包含膜元件内的水量)为12L,18支为220L;洗净水槽内液量为420L。
注:关于管道内液量要考虑实际设备的管线以及支管分布情况后实测计算。
(4)药液使用量(以8”膜元件18支为例)
①柠檬酸用量=720×2%=14.4kg,25kg/袋,需1袋。
草酸用量=720×0.2%=1.44kg,25kg/袋,需1袋。
②氨水溶液,用于酸洗净时调整pH值,25%水溶液,20kg/罐。
③了S-200''洗涤剂用量=720X5%=36L(将原液稀释20倍)。
④NaOH水溶液,用于洗涤剂洗净时调整pH值25%水溶液,20kg/罐。
⑤浸泡用药液量5—10L/支(4”),20—40L/支(8”)。
注:酸洗净所使用的氨液量可按0.1kg氨/lkg酸(以100%浓度换算)进行估算。
(5)冬季停机时的措施(包括防冻结措施)
①停机时将甘油10%水溶液及福尔马林1%水溶液进行置换后再停机。
②对于野外露天装置要将压力容器用薄膜油布盖住。
③药液使用量假定水槽容积为500L、管道容积为80L、压力容器(含膜元件)容积为220L。
甘油需要量=800X10%=80kg,如果每罐22kg,需要4罐。
福尔马林800X1%/0.37=21.6kg。如水溶液浓度为37%,每罐20kg,需要1罐。
6.清洗效果
成功的清洗应能使膜组件进出口压差明显减小(接近初期水平或上次清洗后的水平),脱盐率、透水量均有所恢复。如果清洗后没有达到预期的效果,应及时与膜生产商和有关清洗公司联系,对膜元件进行取样分析,重新确定清洗方案。应该注意的是,反复进行没有效果的清洗是有害的。
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      RO反渗透膜的污染及清洗原理
 
一、    常见的反渗透膜元件污染物    
    在正常运行一段时间后,反渗透元件会受到给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染,这些污染物中***常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机物或生物沉积物。      污染物的性质及污染速度与给水条件有关,污染是慢慢发展的,如果不在早期采取措施,污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。    
定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法,不同的污染物会对膜元件性能造成的损害不同,清洗的方法也不同,因此正确地判断引起膜元件污染的原因是膜清洗的基础。   
二、    污染物的去除   
    污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现,有时亦可通过改变运行条件来实现,作为一般的原则,当下列情形之一发生时应进行清洗。    
     当l标准化后的产水流量比上次清洗后减少了15%左右;    
     当标准化的产水水质比上次清洗后降低15%左右;l  
     当标准化后的压降比上次清洗后增加15%左右;l
     在长期停用前;l
三、    膜元件的化学清洗与冲洗  .  
    清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环,此时膜元件仍装在压力容器内,而且需要用专门的清洗装置来完成该工作。清洗反渗透膜元件的一般步骤如下:
1     用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟
2     用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。
3     将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。对于8英寸压力容器,流速应为133-151升/分钟。
4     清洗完成以后,排净清洗箱内的清洗液并进行冲洗,然后充满干净的产品水以备下一步冲洗。‑   
5     用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟,直至排水为中性。
6     冲洗完反渗透系统后,在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统,直至产品水清洁、无泡沫或无清洗剂(通常需15-30分钟)。

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