反滲透膜元件的污染特征以及清洗方法和步驟
【南京純水設備】反滲透技術是一項成熟的脫鹽技術,被廣泛應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域。
一、確認膜元件受污染
反滲透膜系統(tǒng)在正常運行一段時間后，膜元件會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染，污染性質和污染速度取決于各種因素，如給水水質和系統(tǒng)回收率。通常污染是漸進發(fā)展的，若不盡早控制，污染將會在短時間內(nèi)對膜元件進行損壞。因此，當確認膜元件已被污染，或是在長期停機之前，或是作為定期日常維護，都建議對膜元件進行清洗。
當反滲透系統(tǒng)（或裝置）出現(xiàn)以下癥狀時，需要進行化學清洗或物理沖洗：
1．產(chǎn)水水質降低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．進水和濃水的壓差較基準狀況上升了15%，各段壓力差增加了15%
保持穩(wěn)定的運行參數(shù)，主要是指產(chǎn)水流量、產(chǎn)水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運行參數(shù)起伏不定，建議檢查是否有污染發(fā)生，或者在關鍵運行參數(shù)有變化的前提下反滲透的實際運行是否正常。
定時監(jiān)測系統(tǒng)整體性能是確認膜元件是否已發(fā)生污染的基本方法。
當膜元件僅僅是發(fā)生了輕度污染時，重要的是清洗膜元件。重度污染會因阻礙化學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%，很難清洗恢復到膜系統(tǒng)初始性能。南京工業(yè)純水處理設備
已受污染的反滲透膜的清洗周期根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。正常的清洗周期是每3-12個月一次。如果在1個月內(nèi)清洗一次以上，需要改善預處理，例如追加投資或重新設計膜系統(tǒng)；如果清洗反滲透純水設備周期在1-3個月一次，應側重于調(diào)整和優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的運行參數(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)正常運行，一般可考慮每6個月進行1次化學清洗。
二、反滲透膜污染特征及處理方法
不同污染物應采用不同的清洗藥劑。污染發(fā)生時通常不是只有一種污染物，因此常規(guī)化學清洗需要包括低pH值清洗和高pH值清洗兩大步驟。選用哪個清洗劑進行化學清洗，可以按以下方法判斷：
按反滲透進水水質判斷;
進行全系統(tǒng)膜元件清洗之前，可以從系統(tǒng)中取出一、兩支膜元件，通過進行清洗試驗，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。有時清洗液中加入洗滌劑以便去除微生物和有機污染物;有些加入螯合劑如EDTA，以便更好地去除膠體、有機物、微生物和硫酸鹽垢。如果選擇清洗劑不當，或清洗順序不當，可能會使污染惡化。
當然，在任何情況下不要讓帶有游離氯的水與復合膜元件接觸，如果發(fā)生這種接觸，將會造成膜元件性能下降，而且再也無法恢復其性能，在管路或設備殺菌之后，應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，應通過化驗來確證。應使用亞硫酸氫鈉溶液來中和殘余氯，并確保足夠的接觸時間以保證反應完全。同時，在清洗溶液中應避免使用陽離子表面活性劑，因為如果使用可能會造成膜元件的不可逆轉的污染。
三、反滲透清洗液的選擇和使用
選擇適宜的化學清洗藥劑及合理的清洗方案涉及許多因素。
首先要與設備制造商、RO膜元件廠商或RO特用化學藥劑及服務人員取得聯(lián)系。確定主要的污染物，選擇合適的化學清洗藥劑。有時針對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清洗藥劑，并且在應用時，要遵循藥劑供應商提供的產(chǎn)品性能及使用說明。有的時候可針對具體情況，從反滲透裝置取出已發(fā)生污染的單支膜元件進行測試和清洗試驗，以確定合適的化學藥劑和清洗方案。
為達到最佳的清洗效果，有時會使用一些不同的化學清洗藥劑進行組合清洗。
典型的程序是先在低pH值范圍的情況下進行清洗，去除礦物質垢污染物，然后再進行高pH值清洗，去除有機物。有些清洗溶液中加入了洗滌劑以幫助去除嚴重的生物和有機碎片垢物，同時，可用其它藥劑如EDTA螯合物來輔助去除膠體、有機物、微生物及硫酸鹽垢。南京實驗室純水設備
需要慎重考慮的是如果選擇了不適當?shù)幕瘜W清洗方法和藥劑，污染情況會更加惡化。
化學清洗藥劑常規(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)，及無機膠體。這種清洗液比溶液1要強烈些，因為鹽酸(HCl)是強酸。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烈的堿性清洗液。
四、反滲透膜元件化學清洗步驟：
（1）根據(jù)污染物選擇清洗劑。用膜產(chǎn)水作溶劑，配制相應規(guī)定濃度、規(guī)定量的清洗液。應確保在進入元件循環(huán)之前，所有的清洗化學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)。當原水被置換掉后，管路中就應該出現(xiàn)清洗液，讓清洗液循環(huán)返回清洗液水箱。循環(huán)清洗液時及時添加藥品，保證清洗液不發(fā)生變化。
（5）浸泡。停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時間1-15小時（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。浸泡時間隨污染嚴重程度而定，對于輕度污染，浸泡1-2小時足夠。
（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）重新啟動系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)達到穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動后的參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能的時間取決于原先污染的程度，為了獲得最佳的性能，有時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小時或預先設定的時間。
4、清洗完成以后，排凈清洗箱并進行沖洗，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)應多久清洗一次??
一般情況下，當標準化通量下降10～15%時，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%，應清洗RO系統(tǒng)。清洗頻度與系統(tǒng)預處理程度有直接的關系，當SDI15<3時，清洗頻度可能為每年4次;當SDI15在5左右時，清洗頻度可能要加倍但清洗頻度取決于每一個項目現(xiàn)場的實際情況。
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穩(wěn)定性、元件的物理穩(wěn)定性、可清洗性、進水水源、預處理、清洗頻率、操作管理水平等。根據(jù)經(jīng)濟分析通常為5年以上。
3．不作系統(tǒng)沖洗，最長允許停機多久??
如果系統(tǒng)使用阻后劑，當水溫在20～38℃之間，大約4小時;在20℃以下時，大約8小時;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）進水與濃水間的壓降增加；?
3）在標準壓力下，產(chǎn)水量下降；
4）膜脫除率明顯變化(增加或降低)；?
5）為了達到標準產(chǎn)水量，必須提高運行壓力；?
6）當元件從壓力容器內(nèi)取出時，將水倒在豎起的膜元件進水側，水不能流過膜元件，僅從端面溢出(表明進水流道完全堵塞)。南京反滲透純水設備
反滲透膜的脫鹽率和透鹽率計算方法：
RO膜的透鹽率=100%–脫鹽率
RO膜的鹽透過率=RO膜產(chǎn)水濃度/進水濃度×100%
RO膜的脫鹽率=（1–RO膜的產(chǎn)水含鹽量/進水含鹽量）×100%
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