反渗透污染与清洗简介.doc

文本内容：反渗透法纯水生产系统 之 系统清洗及保存介绍反渗透膜污染与清洗简介前 言反渗透膜元件的污染物 在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、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不同程度的损害。清洗周期判断的一般原则 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。在正常压力下如果产品水流量降至正常值的1015%；为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力还是增加了1015%；产品水质降低1015%；盐透过率增加1015%；使用压力增加1015%；RO各段间的压差增加明显。反渗透膜的污染物碳酸钙垢在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现故障而导致给水PH值升高，那么碳酸钙就有可能沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水PH至3.05.0之间运行12小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或通宵浸泡。注：应确保任何清洗液的PH不要低于2.0，否则可能会对RO膜元件造成损害，特别是在温度较高时更应注意，最高的PH不应高于11.0。可使用氨水来提高PH，使用硫酸或盐酸来降低PH值。硫酸钙垢 清洗液2（参见表2）是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的最佳方法。金属氧化物垢 可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物（例如氢氧化铁）。硅垢 对于不是与金属氧化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法才能将他们去除，有关的详细方法请与我公司联系。有机沉积物有机沉积物（例如微生物粘泥或霉斑）可以使用清洗液3去除，为了防止再繁殖，可使用经海德能公司认可的杀菌溶液在系统中循环、浸泡，一般需较长时间浸泡才能有效，如反渗透装置停用超过三天时，最好采用消毒处理，请与我公司会商以确定适宜的杀菌剂。反渗透膜污染的清洗方法清洗液清洗反渗透膜时建议采用表1所列的清洗液。确定清洗液前对污染物进行化学分析是十分重要的，对分析结果的详细分析比较，可保证选择最佳的清洗剂及清洗方法，应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条件下，找出最佳的清洗方法提供依据。对于无机污染物建议使用清洗液1。对于硫酸钙及有机物建议使用清洗液2。对于严重有机物污染建议使用清洗液3。所有清洗液可以在最高温度为华氏104度（摄氏40）下清洗60分钟，所需用品量以每100加仑（379升）中加入量计，配制清洗液时按比例加入药品及清洗用水，应采用不含游离氯的反渗透产品来配制溶液并混合均匀。表1.建议使用的常见清洗液清洗液成 份配制100加仑（379升）溶液时的加入量PH调节1柠檬酸反渗透产品水（无游离氯）17.0磅（7.7公斤）100加仑（379升）用氨水调节PH至3.02三聚磷酸钠EDTA四钠盐反渗透产品水（无游离氯）17.0磅（7.7公斤）7磅（3.18公斤）100加仑（379升）用硫酸调节PH至10.03三聚磷酸钠十二烷基苯磺酸钠反渗透产品水（无游离氯）17.0磅（7.7公斤）1.13磅（0.97公斤）100加仑（379升）用硫酸调节PH至10.0反渗透膜元件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浓水道循环，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： 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英寸或8.5英寸压力容器时，流速为35到40加仑/分钟（133到151升/分钟），对于6英寸压力容器流速为15到20加仑/分钟（57到76升/分钟），对于4英寸压力容器流速为9到10加仑/分钟（34到38升/分钟）。 4.清洗完成以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中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。 6.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（通常需15到30分钟）。表2.反渗透膜污染特征及处理方法污 染 物一般特征处理方法1.钙类沉积物（碳酸钙及磷酸钙类，一般发生于系统第二段）脱盐率明显下降系统压降增加系统产水量稍降用溶液1清洗系统2.氧化物（铁、镍、铜等）脱盐率明显下降系统压降明显升高系统产水量明显降低用溶液1清洗系统3.各种胶体（铁、有机物及硅胶体）脱盐率稍有降低系统压降逐渐上升系统产水量逐渐减少用溶液2清洗系统4.硫酸钙（一般发生于系统第二段）脱盐率明显下降系统压降稍有或适度增加系统产水量稍有降低用溶液2清洗系统，污染严重用溶液3清洗5.有机物沉积脱盐率可能降低系统压降逐渐升高系统产水量逐渐降低用溶液2清洗系统，污染严重时用溶液3清洗6.细菌污染脱盐率可能降低系统压降明显增加系统产水量明显降低依据可能的污染种类选择三种溶液中的一种清洗系统 反渗透（简称RO）是膜分离技术的一种。其原理是：用足够的压力使溶液中的溶剂（通常指水）通过反渗透膜分离出水，因它的运行与自然界的正常渗透过程相反，故称反渗透（或称逆渗透）。随着膜技术的发展，膜性能不断提高，反渗透技术将发展成为进行分离、分级、提纯和富集的化工分离新技术。反渗透技术的主要特点：能耗低、结构紧凑、操作简单、易维修、自动化程度高、不污染环境。反渗透技术广泛应用于给水处理、城市自来水的净化、制取电力、电子、医药、医疗和食品等行业的纯水及超纯水、注射用水和食用纯水的制备；海水和苦咸水的淡化；制取饮用水等。反渗透系统由其预处理及反渗透装置和后处理三部分组成。反渗透系统的核心是反渗透装置，预处理是反渗透装置能否长期稳定运行的前提，后处理用以满足不同处理对象的最终产水水质指标。反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离，从而达到纯净水的目的。反渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚合纤维素组成的。它的孔径为0.1纳米-1纳米，即一百亿分之一米（相当于大肠杆菌大小的千分之一，病毒的百分之一）。反渗透工作原理：1. 渗透及渗透压：渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐水中,黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如下图所示,如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。2. 反渗透现象和反渗透净水技术：在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。 如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。目前我公司的反渗透膜是美国进口。其形式为卷式元件，它是根据反渗透原理将半透膜、导流层、隔网按一定排列粘合卷制在有排孔的中心管上，原水从元件一端进入隔网层，在经过隔网层时，在压力作用下，一部分水通过半透膜，渗透到导流管内，能通过导流管内，通过导流层水道，流到中心管，经排孔从中心管流出，剩余部分则从隔网层的另一端排出。根据产水量大小，水利用率及进、出水质的不同组成可设计成一只高压外壳和一只膜元件组，也可以设计成由一只高压外壳和多只膜元件组成。 根据用户不同要求、各地不同的水质标准及所分离的水溶液和溶质不同，反渗透装置可设计多级串并联多级组件，并联及串联结合等形式。 反渗透装置有一级一段式 一级多段式 多级式，膜全部采用国外进口。它可以将水中杂质、各种离子、分子、有机物、胶体、细菌、病毒、热源以接近95-99% 的去除率。反渗透膜的脱盐率大于 96% 。为了保证系统长期稳定运行，平时应该注意对系统设备的维护保养。本章根据系统情况，介绍了反渗透装置的常规维护、故障处理等内容。1、装置运行异常及对策：异常原因现象检查部位对策流量脱盐率压降1温度高季节变化：泵的效率压力调整低季节变化：压力调整；加热2压力高泵；阀门调节压力低泵；阀门；保安过滤器调节压力3浓水流量大RO进水流量；压力控制阀调节流量小RO进水流量；压力控制阀调节流量4膜老化进水PH控制PH5含盐量高RO进水控制压力低RO进水控制压力6不溶物（结垢）RO进水水质；回收率；PH值控制压力调整回收率注：增加 减少 2、RO组件部分异常及对策：现象检查部位对策流量脱盐率压降1膜功能衰退运行时间；进水温度；PH值；余氯清洗或更换RO元件2膜泄漏振动、压降、冲击压力更换RO元件3膜压密进水温度、压力；运行时间清洗或更换RO膜元件4O型圈泄漏振动；冲击压力更换O型圈5浓水密封圈材料是否老化；短路更换浓水侧密封圈6内连接器断压降大；高温更换连接器7中心管断压降大；高温更换RO膜元件8元件变形压降大；高温更换RO膜元件9悬浮物污染膜预处理；原水水质化学清洗10结垢预处理；原水水质化学清洗11有机膜污染预处理；原水水质化学清洗注：增加 减少 主要现象3、RO组件结垢及污染后症状和对策：当确认RO膜组件被污染后，必须进行化学清洗：（1）、RO膜清洗的条件：RO系统在运行中，出现下列现象之一者，RO膜需要进行化学清洗：l 产品水的膜透过量下降10-15%l 产品水的脱盐率降低10-15%l 膜的压力差（原水进水压力-浓水压力）增加10-15%l 已被证实有结垢或有污染。但值得注意的是，RO膜本身是受运行的压力、水温等参数的影响，RO膜清洗的条件应综合全面考虑。 （2）、清洗过程简述：RO膜化学清洗工艺包括冲洗、浸泡、循环三个过程：l 冲洗过程：R