反渗透系统化学清洗

1、反渗透系统化学清洗反渗透系统化学清洗 第一节 反渗透化学清洗概述第一节 反渗透化学清洗概述 1 引言引言 在反渗透处理之前，要对供给水进行预先处理，以尽可能地避免对膜表面的污染。最佳 的操作条件（产水流速、压力、回收率和pH值）对于减少膜表面的污垢起到非常重要的作 用。 一旦预处理过的给水中具有较高的SDI15（即使在允许的范围内）值，随着运行时间的 增加，反渗透膜表面会有悬浮物、胶体和盐垢等沉淀产生的污垢。污垢将会导致膜元件的性 能下降，具体表现为较低的产水流量和/或较高的溶质透过率和/或供给水和浓水之间的压差 增大等。 图1 说明了膜元件在实际运行中流量会时间的增长而降低，重复（定期的）清

2、洗可以 最大程度的恢复系统的性能。 但是在大多数情况下，污垢的去除将会带来暂时的缓解，正如图中“锯齿”模式所阐述 的。 运行时间 受污染及周期性清洗时的实际流量 不受污染时的期望流量 周期性清洗 产 水 流 速 图1 污垢对产水流量的影响 2 反渗透系统清洗说明反渗透系统清洗说明 2.1 清洗时间的确定清洗时间的确定 为了使清洗工作取得最好的效果， 膜元件必须在产生大量污垢前进行清洗。 如果清洗工 作延误太晚， 那么将非常困难或者不可能从膜表面上彻底清除污垢并重新恢复膜性能至初始 的状态。 当进水和浓水之间的标准化压差上升了15，或标准化的产水量降低了10%，或标准 化的盐透率增加了5%时，应

3、该对膜系统进行清洗。 2.2 污垢类型的确定污垢类型的确定 在清洗之前确定膜表面污垢的类型是非常重要的。进行污垢类型确定的最好方法是对 SDI测试膜片上所收集的残留物进行化学分析，以确定污染物的主要类型，以便进行针对性 的化学清洗。 在不能采用化学分析的情况下，可以根据SDI的测定情况，测试膜片上残留物的颜色、 密度，然后对污垢进行分类。比如，呈褐色的残留物引导我们判断是否为铁污垢；白色残留 物则可能是硅、砂质粘土、钙垢等；晶状体外形是无机胶体、钙垢的一个特征；生物污垢或 者有机污垢，除了从气味上分析判断外，通常还可以看出这类污染物呈现粘稠状。 2.3 清洗程序的选择清洗程序的选择 确定了膜表

4、面的污染物， 那么就必须选择正确的清洗程序。 如果认为污垢为金属氢氧化 物，比如：含铁的氢氧化物、或者钙垢，那么可以采用柠檬酸清洗；如果确定主要污垢为有 机物或者微生物，那么建议使用碱性清洗方法。 2.4 清洗的有效性评估清洗的有效性评估 上面只是简要介绍了几种清洗程序。 遵守所建议的清洗方法， 通常都会得到较好的效果， 如整个膜系统的压差应该减小到初始值， 产水流量和脱盐率可以得到恢复。 如果清洗之后系 统的性能没有得到足够地改善， 那么建议采用另外的推荐方法， 这样可能会得到比较理想的 结果。污垢容易附在膜表面或者保留在进水流道中。在许多案例中，清除膜污染需要采用几 种连续的清洗方法。 适

5、宜地交替使用清洗剂的清洗方法比单独使用任何一种药剂进行清洗更 加有效。 3 不使用化学物质的清洗程序不使用化学物质的清洗程序 采用低压、 高流量的冲洗方法来去除膜表面最普通的灰尘。 在显著的性能衰减之前使用 该方法， 对于消除轻度的有机物污染也是非常有效的。 最好在反渗透系统停机后冲洗几个小 时，以便于从膜表面分离污垢层。 一般的冲洗操作条件如下： 冲洗用水： 预处理过的给水 压力： 低压 (0.1-0.2MPa) 流速： 尽可能高的流速，每支容器的压差最大为 0.2MPa。 8 英寸元件：200 l/min 每支容器的最大给水流速： 4 英寸元件：50 l/min 温度： 35 冲洗时间：

6、0.5-1.0 小时 分别冲洗每支容器： 不要再循环使用冲洗的水 4 化学清洗药剂的选择与条件化学清洗药剂的选择与条件 清洗所用化学物质与污染物相互作用，通过溶解或分离，从而从膜表面清除掉污染物。 该方法通常在冲洗之后采用。 定期进行化学清洗以及在系统出现重大故障之前进行预防性的 维护是非常好的做法。在化学清洗之后，使用预处理过的原水或产水（最好采用）将污染物 彻底地冲洗出RO系统。 表表 1.1 清洗注意事项清洗注意事项 化学清洗化学清洗 如表如表1.2所列所列 清洗药剂配置用水 软化水或者产品水，无重金属、余氯或者其它氧化剂 清洗药剂量 每支8英寸元件：40-80升（取决于污垢程度） 每支

7、4英寸元件：10-20升（取决于污垢程度） 清洗操作压力 较低的压力 （0.1-0.3MPa），通常不超过0.4Mpa 清洗流速 每支8英寸的压力容器：6-9m3/hr 每支4英寸压力容器：1.8-2.3m3/hr 清洗液温度 尽可能高，但是最高温度为45，通常选择为30-35，如果清洗溶液的 温度超过45，应安装冷却设备 清洗类型 每支压力容器分别交替进行再循环和浸泡 循环周期 建议每0.5-1小时（重复23次） 浸泡时间 2-24小时（取决于污垢的程度） 清洗方法 最好进行分段清洗 清洗时间 最少1-2小时，取决于污染程度与应用的清洗方法 表表1.2 东丽反渗透膜化学清洗剂的选择东丽反渗透

8、膜化学清洗剂的选择 污染物污染物 首选化学清洗剂首选化学清洗剂 清洗条件清洗条件 备选化学清洗液备选化学清洗液 无机盐垢（如钙垢） 0.2%HCl溶液 pH值：1-2 温度38 (1) 2.0%柠檬酸 （最好浸泡过夜） (2) 1.0%Na2S2O4 (3) 0.5%磷酸 金属氧化物 （如铁、 铝等） 1.0%Na2S2O4溶液 温度35 (1) 0.5%磷酸 (2) 2.0%柠檬酸 不溶于酸的垢（CaF2、 BaSO4、 SrSO4、 CaSO4） 0.1%NaOH溶液+ 1.0%Na4EDTA溶液 pH值：11-12 温度30 SHMP浓度1% 无机胶体（如淤泥） 0.1%NaOH溶液+

9、0.025%Na-SDS pH值：11-12 温度30 硅垢 0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS pH值：11-12； 温度30； 0.1%NaOH溶液+ 1.0%Na4EDTA溶液 微生物 0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS pH值：11-12 温度30 0.1%NaOH溶液+ 1.0%Na4EDTA溶液 有机物 0.1%NaOH溶液+ 0.025%Na-SDS 通常作为第一步清洗 pH值：11-12； 温度2的范围内。如果溶液的pH值迅速上升并超过了3.5，则要排放清洗溶液，配 制新的清洗溶液，并重复上述的清洗程序，已达到最佳的清洗效果。 3.4 残留液的清洗残

10、留液的清洗 排放所有清洗溶液，将清洗水箱完全排空。使用预处理产品水或者RO产品水，从压力 容器和管道中彻底清除和冲洗掉所有残留的清洗溶液。 3.5 SHMP 的特点的特点 外表： 白色粉末，无气味 pH值： pH值大约为7(1%水溶液) 溶解性： 几乎没有限制 浓度： 大约67% 密度： 0.95-1.05g/cm3(20) 注意：注意： （1） 在使用 SHMP 过程中，应该佩戴正常的安全设施，比如手套和化学喷溅防护 镜；。 （2） 一旦眼睛接触到药品，立即用大量的清水清洗眼睛并就医； （3） 应该避免与皮肤长期接触，避免吸入粉尘； （4） 在使用之前熟悉供应商的 MSDS。 4 反渗透反渗

11、透/纳滤膜元件的消毒方法纳滤膜元件的消毒方法 为了避免细菌的繁殖， 建议将膜元件浸没在消毒溶液中进行消毒。 消毒液可以采用质量 百分比浓度为0.2-0.3%的甲醛溶液，由碳酸氢纳（NaHCO3）溶液将pH值调节到6-8。 上述方法是最为有效的消毒方法，并且在系统停机机的任何阶段都是可以使用的。 注意注意：由于甲醛具有一定的毒性，所以使用甲醛时，一定要注意甲醛使用的安全规定； 膜元件在用甲醛溶液进行保存以前，必须在正常条件使用至少24小时，否则可 能会导致产水流量大大降低。 如果不能对系统应用甲醛进行消毒，建议使用下列替代溶液对UTC反渗透膜片进行消 毒： 东丽东丽RO膜片膜片 消毒溶液消毒溶液

12、 UTC-70 低压反渗透膜 溶液 A 或者 B UTC-70U 超低压反渗透膜 溶液 A 或者 B UTC-80 高压海水淡化膜 溶液 B 可供选择的备选消毒溶液以及应用如下表所示。 在系统停机状态下， 膜元件可以浸没在 这些消毒溶液中。 消毒溶液消毒溶液 浓度浓度 （ppm） 处理的持续时间（处理的持续时间（hr） *（1） A：过氧化氢（H2O2）* （3） 2,000 10,000 1 *（2） B：亚硫酸氢纳 5,000 10,000 没有限制 *（2） 说明说明: （1） 与消毒溶液的接触时间不能超过持续时间，避免性能下降； （2） 使用 A 类消毒液在完成消毒以后， 冲洗系统，

13、并用符合要求的清洗用水充满系 统，以便继续进行正常的操作； （3） 该应用中的过氧化氢必须用小于 0.2ppb 的去离子水配制； （4） 用来配制消毒溶液的水，必须没有游离氯或其它氧化剂； （5） 在用H2O2对膜元件进行消毒处理前，必须完全除去消毒液及膜表面的重金属 离子，否则可能会引起膜的氧化性破坏； （6） 所有应用于膜元件的消毒溶液必须符合东丽膜产品的清洗要求。 第三节 反渗透清洗系统的设计第三节 反渗透清洗系统的设计 1 典型清洗系统流程典型清洗系统流程 图2是典型的清洗系统流程图。 图2 清洗系统的典型水流图表 注释：注释： PI P Cartridge Filter High P

14、ress Pump Feed Line Feed Line TI FI PI Cleaning Pump Cooling/Heating System Cleaning Tank Return Line Exhaust System (if necessary) Agitator RO Module Bank Brine Line Permeate Line High Pressure Pump 高压泵； Feed Line 给水管； Permeate Line 产水管； Brine Line 盐水管； RO Module Bank 膜元件及容器； Agitator 搅拌器； Exhaust

15、System 排气系统； Return Line 回水管； Cleaning Bank 清洗水箱； Cleaning Pump 清洗泵； Catridge Filter 保安过滤器； Cooling/Heating-System 冷却/加热系统 注意：注意： （1） 为清洗溶液提供独立的回水管，在整个清洗期间，产品水回流到清洗水箱中； （2） 清洗水箱的设计必须能够充分排水； （3） 清洗和产水回流管的末端应该浸没在清洗容器内的溶液中，以避免形成泡沫； （4） 使用过的清洗溶液在排出之前必须进行中和或处理， 要考虑当地对化学物质排 放的有关规定； （5） 工作中采用化学物质时，要遵守相应的安全规定，配戴眼睛防护罩、防护帽、 防护手套、防护服以及橡胶围裙等。 2 清洗系统容积的计算清洗系统容积的计算 计算清洗容器，即清洗水箱的容积，除了计算膜元件所必需清洗液的体积外，还要考虑 到系统中其它设备的容积，如清洗管路，保安过滤器等。计算方法如下： 清洗水箱的容积 V = A + B，其中： A = 所有膜元件所必需的清洗液的体积； 每支8英寸元件40-60升