2022年反渗透膜元件清洗方法 .pdf

反渗透膜的污染及清洗方法反渗透膜的污染及清洗方法本文介绍了影响复合膜性能的常见污染及其清洗方法，本文适用于 4 英寸、6 英寸、8 英寸及 8.5 英寸直径的反渗透膜元件。注 1：在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触，如果发生这种接触，将会造成膜元件性能下降，而且再也无法恢复其性能，在管路或设备杀菌之后，应确保送往反渗透膜元件的给水中无游离氯时，应通过化验来确证，应使用亚硫酸氢溶液来中和残余氯，并确保足够的接触时间以保证反应完全。注 2：在反渗透膜元件担保期内，建议每次渗透膜清洗应与海德能公司协商后进行，至少在第一次清洗时，海德能公司的现场服务人员应在现场注 3：在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂，因为如果使用可能会造成膜元件的不可逆转的污染。1.反渗透膜元件的污染物在正常运行一段时间后，反渗透膜元个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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 13 页 -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。表 1 列出了常见污染物对膜性能的影响。2.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。2.1 在正常压力下如产品水流量降至正常值的 10 15%。2.2 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10 15%。2.3 产品水质降低 10 15%。盐透过率增加 10 15%。2.4 使用压力增加 10 15%2.5 RO 各段间的压差增加明显(也许没有仪表来监测这一迹象)。3.常见污染物及其去除方法：3.1 碳酸钙垢在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现而导致给水 PH 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 3.0 5.0 之间运行 1 2 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，盃则可能会 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。查使用氨水来提高 PH，使用硫酸或盐酸来降低 PH 值。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 13 页 -3.2 硫酸钙垢清洗液 2(参见表面化 )是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的最佳方法。3.3 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 )。3.4 硅垢对于不是与金属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。3.5 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，如反渗透装置停用三天时，最好采用消毒处理，请与海德能公司会商以确定适宜的杀菌剂。3.6 清洗液清洗反渗透膜元件时建议采用表 2 所列的清洗液。确定清洗前对污染物进行化学分析十分重要的，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，所需用品量以名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 13 页 -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水来配制溶液并混合均匀。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 3540 加仑/分钟(133151 升/分钟)，对于 6 英寸压力容器流速为 1520 加仑/分钟(5776 升/分钟)，对于 4 英寸压力容器流速为 910 加仑/分钟(3438 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 1530 分钟)。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 13 页 -表 1.反渗透膜污染特征及处是方法污染物一般特征处理方法钙类沉积物(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 清洗系统污染严重时用溶液3 清洗有机物沉积脱盐率可能降低用溶液 2 清洗系统名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 13 页 -系统压降逐渐升高系统产水量逐渐降低污染严重时用溶液3 清洗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表 2.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 kg)100 加仑(379 L)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 kg)7 磅(3.18 kg)100 加仑(379 L)用硫酸调节 pH至 10.03三聚磷酸钠十二烷基苯磺酸钠17.0 磅(7.7 kg)2.13 磅(0.97 kg)用硫酸调节 pH至 10.0名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 13 页 -反渗透产品水(无游离氯)100 加仑(379 L)钙、镁总量的测定-EDTA滴定法本方法等效采用ISO 6059-1984 水质钙与镁总量的测定EDTA 滴定法。l 范围本方法规定用 EDTA 滴定法测定地下水和地面水中钙和镁的总量。本方法不适用于含盐量高的水，诸如海水。本方法测定的最低浓度为0.05mmol/L。2 原理在 pHl0 的条件下，用 EDTA 溶液络合滴定钙和镁离子，铬黑 T 作指示剂，与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中，游离的钙和镁离子首先与 EDTA 反应，跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA 反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。3 试剂分析中只使用公认的分析纯试剂和蒸馏水，或纯度与之相当的水。3.1 缓冲溶液(pH=10)。3.1.l 称取 1.25g EDTA 二钠镁(C10H12N2O8Na2Mg)和 16.9g 氯化铵(NH4Cl)溶于 143mL 浓的氨水（NH3H2O）中，用水稀释至250ml。因各地试剂质量有出入，配好的溶液应按 3.1.2 方法进行检查和调整名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 13 页 -3.1.2 如无 EDTA 二钠镁，可先将 l6.9g 氯化铵溶于 143mL 氨水。另取 0.78g 硫酸镁(MgSO47H2O)和 1.179gEDTA 二钠二水合物(C10H12N2O8Na22H2O)溶于 50mL水，加入 2mL配好的氯化铵、氨水溶液和0.2g 左右铬黑 T 指示剂干粉(3.4)。此时溶液应显紫红色，如出现天蓝色，应再加入极少量硫酸镁使变为紫红色，逐滴加入 EDTA 二钠溶液(3.2)直至溶液由紫红转变为天蓝色为止(切勿过量)将两溶液合并，加蒸馏水定容至 250mL。如果合并后，溶液又转为紫色，在计算结果时应减去试剂空白。3.2 EDTA 二钠标准溶液：10mmol/L。3.2.1 制备将一份 EDTA 二钠二水合物在 80 干燥 2h，放人干燥器中冷至室温，称取 3.725g溶于水，在容量瓶中定容至1000mL，盛放在聚乙烯瓶中，定期校对其浓度。3.2.2 标定按第 6 章的操作方法，用钙标准溶液(3.3)标定 EDTA 二钠溶液(3.2.1)。取 20.0mL 钙标准溶液(3.3)稀释至 50mL。3.2.3 浓度计算 EDTA二钠溶液的浓度c1(mmol/L)用式(1)计算：c1c2V2/V1.（1）式中：c2 钙标准溶液(3.3)的浓度，mmol/L；V2 钙标准溶液的体积，mL；V1标定中消耗的EDTA 二钠溶液体积，mL。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 13 页 -3.3 钙标准溶液：10mmol/L。将一份碳酸钙(CaCO3)在 150干燥 2h，取出放在干燥器中冷至室温，称取 1.001g 于 50mL锥形瓶中，用水润湿。逐滴加入4mol/L 盐酸至碳酸钙全部溶解，避免滴入过量酸。加 200mL水，煮沸数分钟赶除二氧化碳，冷至室温，加入数滴甲基红指示剂溶液(0.1g 溶于 100mL60%乙醇)，逐滴加入 3mol/L 氨水至变为橙色，在容量瓶中定容至1000mL。此溶液 1.00mL 含 0.4008mg(0.01mmol)钙。3.4 铬黑 T 指示剂将 0.5g 铬黑 THOC10H16N：N10H4(OH)(NO2)SO3Na，又名媒染黑11，学名：1(1 羟基 2萘基偶氮 )6硝基 2萘酚 4磺酸钠盐，sodium salt of l-(1-hydroxy-2-naphthylazo)-6-nitro-2-naphthol-4-sulfonic acid 溶于 100mL 三乙 醇胺N(CH2CH2OH)3，可最多用 25mL乙醇代替三乙醇胺以减少溶液的粘性，盛放在棕色瓶中。或者，配成铬黑 T 指示剂干粉，称取 0.5g 铬黑 T 与100g 氯化钠(NaCl GBl26677)充分混合，研磨后通过4050 目，盛放在棕色瓶中，紧塞。3.5 氢氧化钠：2mol/L 溶液。将 8g 氢氧化钠(NaOH)溶于 100mL新鲜蒸馏水中。盛放在聚乙烯瓶中，避免空气中二氧化碳的污染。3.6 氰化钠(NaCN)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 13 页 -注：氰化钠是剧毒品，取用和处置时必须十分谨慎小心，采取必要的防护。含氰化钠的溶液不可酸化。3.7 三乙醇胺 N(CH2CH2OH)3 4 仪器常用的实验室仪器：滴定管 50mL，分刻度至 0.10mL。5 采样和样品保存采集水样可用硬质玻璃瓶(或聚乙烯容器)，采样前先将瓶洗净。采样时用水冲洗 3 次，再采集于瓶中。采集自来水及有抽水设备的井水时，应先放水数分钟，使积留在水管中的杂质流出，然后将水样收集于瓶中，采集无抽水设备的井水或江、河、湖等地面水时，可将采样设备浸入水中，使采样瓶口位于水面下2030cm 然后拉开瓶塞使水进入瓶中。水样采集后(尽快送往实验室)，应于 24h 内完成测定。否则，每升水样中应加 2mL 浓硝酸作保存剂(使 pH降至 1.5 左右)。6 操作步骤6.1 试样的制备一般样品不需预处理。如样品中存在大量微小颗粒物，需在采样后尽快用 0.45 m孔径滤器过滤。样品经过滤，可能有少量钙和镁被滤除。试样中钙和镁总量超出3.6mmol/L 时，应稀释至低于此浓度，记录稀释因子 F。如试样经过酸化保存，可用计算量的氢氧化钠溶液(3.5)中和。计算结果时，应把样品或试样由于加酸或碱的稀释考虑在内。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 13 页 -6.2 测定用移液管吸取50.0mL 试样于 250mL 锥形瓶中，加4mL缓冲溶液(3.1)和 3 滴铬黑 T 指示剂溶液或 50100mg 指示剂干粉(3.4)，此时溶液应呈紫红或紫色，其 pH 值应为 10.0 0.1。为防止产生沉淀，应立即在不断振摇下，自滴定管加入 EDTA 二钠溶液(3.2)。开始滴定时速度宜稍快，接近终点时应稍慢，并充分振摇，最好每滴间隔23s，溶液的颜色由紫红或紫色逐渐转为蓝色，在最后一点紫的色调消失，刚出现天蓝色时即为终点，整个滴定过程应在5min 内完成。记录消耗 EDTA二钠溶液体积的毫升数。如试样含铁离子为 30mg/L 或以下，在临滴定前加入 250mg 氰化钠(3.6)，或数毫升三乙醇胺(3.7)掩蔽。氰化物使锌、铜、钴的干扰减至最小。加氰化物前必须保证溶液呈碱性。试样如含正磷酸盐和碳酸盐，在滴定的 pH 条件下，可能使钙生成沉淀，一些有机物可能干扰测定。如上述干扰未能消除，或存在铝、钡、铅、锰等离子干扰时，需改用原子吸收法测定。7 结果计算钙和镁总量 c(mmol/L)用式(2)计算：c1c1V1/V0.（2）式中：c1 EDTA 二钠溶液浓度，mmol/L；V1滴定中消耗EDTA 二钠溶液的体积，mL；V0试样体积，mL。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 13 页 -如试样经过稀释，采用稀释因子F 修正计算。关于硬度的计算，见附录A。1 mmol/L 的钙镁总量相当于100.1mg/L 以 CaCO3表示的硬度。8 精密度本方法的重复性为0.04mmol/L，约相当于 2 滴 EDTA二钠溶液。附录 A 水硬度的概念(参考件)硬度 不同国家有不同的定义概念，如总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度。A.1 定义A.1.1 总硬度钙和镁的总浓度。A.1.2 碳酸盐硬度总硬度的一部分，相当于跟水中碳酸盐及重碳酸盐结合的钙和镁所形成的硬度。A.1.3 非碳酸盐硬度总硬度的另一部分，当水中钙和镁含量超出与它们结合的碳酸盐和重碳酸盐含量时，多余的钙和镁就跟水中氯化物、硫酸盐、硝酸盐结成非碳酸盐硬度。A.2 硬度的表示方法A.2.1 德国硬度 1 德国硬度相当于CaO 含量为 10mg/L 或为0.178mmol/L。A.2.2 英国硬度 l 英国硬度相当于CaCO3含量为 1 格令/英加仑，或为 0.143mmol/L。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 13 页 -A.2.3 法国硬度 1 法国硬度相当于CaCO3含量为 10mg/L 或为0.1mmol/L。A.2.4 美国硬度 l 美国硬度相当于CaCO3含量为 lmg/L 或为0.01mmol/L。A.3 硬度换算表德国英国法国美国 mmol/LDHClarkdegreeFmg/Lmmol/L 15.617.0210100德国DH0.17811.251.7817.8英国Clark0.1430.0811.4314.3法国degreeF0.10.560.70110美国mg/L0.010.0560.0700.11名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 13 页 -