反渗透系统的化学清洗课件.ppt
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1、一、反渗透化学清洗概述1、引言(1) 在反渗透处理之前,要对供给水进行预处理,在反渗透处理之前,要对供给水进行预处理,以以尽可能地避免对膜表面地污染。最佳的操作条尽可能地避免对膜表面地污染。最佳的操作条件件( (产生流速、压力、回收率和产生流速、压力、回收率和PHPH值值) )对于减少膜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给水中具有较高的的SDISDI1515( (即使在允许的范围内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
2、垢。污垢将会浮物、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导致膜元件的性能下降,具体表现为较低的产水流量和流量和( (或或) )较高的溶质透过率和较高的溶质透过率和( (或或) )供给水和浓供给水和浓水之间的压差增大等。水之间的压差增大等。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述1、引言(2) 下图说明了膜元件早实际运行中流量会随时间下图说明了膜元件早实际运行中流量会随时间的增加而降低,重复的增加而降低,重复(定期的定期的)清洗可以最大程度清洗可以最大程度的恢复系统的性能。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但是在大多数情况下,
3、污垢的去除将会带来暂时的缓解,正如图时的缓解,正如图“锯齿锯齿”模式所阐述的。模式所阐述的。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述不受污染时的期望流量不受污染时的期望流量受污染及周期性清洗时的实际流量受污染及周期性清洗时的实际流量周期性清洗周期性清洗运行时间运行时间产产水水流流量量2、反渗透系统清洗说明(1)2.1 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太晚,那么将非常困难或者不可能从
4、膜表面上彻底清除污垢并重新恢复性能至初始的状态。底清除污垢并重新恢复性能至初始的状态。 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或标准化的产水量降低了10%,或标准化的盐透,或标准化的盐透率增加了率增加了5%时,应该对膜系统进行清洗。时,应该对膜系统进行清洗。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述2、反渗透系统清洗说明(2)2.2 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时非常在清洗之前确定膜表面污垢的类型时非常重要的。进行污垢类型确定的最好方法是对重要的。进行污垢类型确定的最好方法是对SDISDI测试
5、膜片上所收集是我残留物进行化学分析,测试膜片上所收集是我残留物进行化学分析,以确定污染物的主要类型,以便进行针对性的以确定污染物的主要类型,以便进行针对性的化学清洗。化学清洗。 在不能采用化学分析的情况下,可以根据在不能采用化学分析的情况下,可以根据SDISDI的测定情况,测试膜片上残留物的颜色、密的测定情况,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
6、特征;生物污垢或者是无机胶体、钙垢的一个特征;生物污垢或者有机污垢,除了从气味分析判断外,通常还可有机污垢,除了从气味分析判断外,通常还可以看出这类污染物呈现粘稠状。以看出这类污染物呈现粘稠状。 一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述2、反渗透系统清洗说明(3)2.3 2.3 清洗程序的选择清洗程序的选择 确定了膜表面的污染物,那么就必须选择正确确定了膜表面的污染物,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
7、者微柠檬酸清洗;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。生物,那么建议使用碱性清洗方法。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述2、反渗透系统清洗说明(4)2.4 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,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,那么建议采用统的性能没有
8、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另外的推荐方法,这样可能会得到比较理想的结果。污染容易附在膜表面或者在进水流到中。结果。污染容易附在膜表面或者在进水流到中。在许多案例中,清除膜污染需要采用几种连续在许多案例中,清除膜污染需要采用几种连续的清洗方法。适宜地交替使用清洗剂的清洗方的清洗方法。适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。法比单独使用任何一种药剂进行清洗更加有效。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述3、不使用化学物质的清洗程序(1) 采用低压、高流量的冲洗方法来去除膜表面最采用低压、高流量的冲洗方法来去除膜表面最普通
9、的灰尘。在显著的性能衰减之前使用该法方,普通的灰尘。在显著的性能衰减之前使用该法方,对于消除轻度的有机物污染也是非常有效的。最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。膜表面分离污垢层。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述3、不使用化学物质的清洗程序(2)一般的冲洗操作条件如下:一般的冲洗操作条件如下:一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述冲洗用水冲洗用水与处理过的给水与处理过的给水压力压力低压低压(0.1-0.2MPa)(0.1-0.2MPa)流速流速尽可能高的流速,每支容器的
10、压差最大为尽可能高的流速,每支容器的压差最大为0.2MPa0.2MPa每支容器的最大给每支容器的最大给水流量水流量8 8英寸元件:英寸元件:200L/min200L/min4 4英寸元件:英寸元件:50L/min50L/min温度温度3535冲洗时间冲洗时间0.5-1.00.5-1.0小时小时分别冲洗每支容器分别冲洗每支容器 不要再循环使用冲洗的水不要再循环使用冲洗的水4、化学清洗药剂的选择与条件(1) 清洗所用的污染物质与污染相互作用,通过溶清洗所用的污染物质与污染相互作用,通过溶解或分离,从而从膜表面清除掉污染物。该方法解或分离,从而从膜表面清除掉污染物。该方法通常在冲洗后采用。定期进行化
11、学清洗以及在系通常在冲洗后采用。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,使用与处理过的原水的做法。在化学清洗之后,使用与处理过的原水或产水或产水(最好采用最好采用)将污染物彻底地冲洗出将污染物彻底地冲洗出RO系统系统一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述表1.1清洗注意事项(1)一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述化学清洗化学清洗如表如表1.21.2所列所列清洗药剂配置清洗药剂配置用水用水软化水或产品水,物重金属、余氯或者其他氧软化水或产品水,物重金属、余氯或者其他氧化剂化剂清洗药计量清洗
12、药计量每支每支8 8英寸元件:英寸元件:40-80L(40-80L(取决于污垢程度取决于污垢程度) )每支每支4 4英寸元件:英寸元件:10-20L(10-20L(取决于污垢程度取决于污垢程度) )清洗操作压力清洗操作压力较低的压力较低的压力(0.1-0.3MPa)(0.1-0.3MPa),通常不超过,通常不超过0.4MPa0.4MPa清洗流速清洗流速每支每支8 8英寸的压力容器:英寸的压力容器:6-9m /hr6-9m /hr每支每支4 4英寸的压力容器:英寸的压力容器:1.8-2.3m /hr1.8-2.3m /hr3 33 3表1.1清洗注意事项(2)一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学
13、清洗概述清洗液温度清洗液温度尽可能高,但是最高温度为尽可能高,但是最高温度为4545,通常选择为,通常选择为30-30-35 35 ,如果清洗溶液的温度超过,如果清洗溶液的温度超过45 45 ,应安装,应安装了冷却设备。了冷却设备。清洗类型清洗类型每支压力容器分别交替进行再循环和浸泡每支压力容器分别交替进行再循环和浸泡循环周期循环周期建议每建议每0.5-10.5-1小时小时( (重复重复2-32-3次次) )浸泡时间浸泡时间2-242-24小时小时( (取决于污垢程度取决于污垢程度) )清洗方法清洗方法最好进行分段清洗最好进行分段清洗清洗时间清洗时间最少最少1-21-2小时,取决于污染程度于应
14、用的清洗方法小时,取决于污染程度于应用的清洗方法表1.2反渗透膜化学清洗剂的选择(1)一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述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剂备选化学清洗剂无机盐垢无机盐垢( (如钙垢如钙垢) )0.2%HCl0.2%HCl溶液溶液PHPH值:值:1-21-2温度温度3838(1)2.0%(1)2.0%柠檬柠檬( (最好浸泡过夜最好浸泡过夜) )(2)1.0%Na(2)1.0%Na2 2S S2 2O O4 4(3)0.5%(3)0.5%磷酸磷酸金属氧化物金属氧化物( (如铁、铝等如铁、铝等) )1.0%Na1.0%Na2 2S S2
15、2O O4 4溶液溶液温度温度3535(1)0.5%(1)0.5%磷酸磷酸(2)2.0%(2)2.0%柠檬酸柠檬酸不溶于酸的垢不溶于酸的垢(CaF(CaF2 2、BaSOBaSO4 4、SrSOSrSO4 4、CaSOCaSO4 4) )0.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +1.0%Na1.0%Na4 4EDTAEDTA溶液溶液PHPH值:值:11-1211-12温度温度3030SHMPSHMP浓度浓度1%1%表1.2反渗透膜化学清洗剂的选择(2)一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述无机胶体无机胶体( (如淤泥如淤泥) )0.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +0.025
16、%Na-SDS0.025%Na-SDSPHPH值:值:11-1211-12温度温度3030硅垢硅垢0.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +0.025%Na-SDS0.025%Na-SDSPHPH值:值:11-1211-12温度温度30300.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +1.0%Na1.0%Na4 4EDTAEDTA溶液溶液微生物微生物0.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +0.025%Na-SDS0.025%Na-SDSPHPH值:值:11-1211-12温度温度30300.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +1.0%Na1.0%Na4 4EDTAEDTA溶液溶
17、液有机物有机物0.1%NaOH0.1%NaOH溶液溶液+ +0.025%Na-SDS0.025%Na-SDS通常作为第一步清洗通常作为第一步清洗PHPH值:值:11-1211-12温度温度30300.2%HCl0.2%HCl溶液溶液通常作为碱洗后通常作为碱洗后第二步清洗第二步清洗 注释:上述百分数均为其有效成分的质量百分比;注释:上述百分数均为其有效成分的质量百分比;SHMPSHMP指六聚偏磷酸钠盐;指六聚偏磷酸钠盐;Na-SDSNa-SDS指十二烷基磺酸钠;指十二烷基磺酸钠;NaNa4 4EDTAEDTA指乙二胺四乙酸四钠指乙二胺四乙酸四钠4、化学清洗药剂的选择与条件(2)说明说明 (1)
18、(1) 对于细菌污染物采用消毒和清洗剂清洗是对于细菌污染物采用消毒和清洗剂清洗是最后效的。首先进行消毒,然后进行清洗剂去最后效的。首先进行消毒,然后进行清洗剂去污处理。污处理。 (2) (2) 对于多种污染物同时并存的情况,通常需对于多种污染物同时并存的情况,通常需要多种清洗方法结合才能达到良好的效果。清要多种清洗方法结合才能达到良好的效果。清洗顺序一般是先进行除铁清洗,然后进行酸性洗顺序一般是先进行除铁清洗,然后进行酸性清洗,再进行碱性清洗。清洗,再进行碱性清洗。 (3) (3) 如果清洗后的脱盐率步理想,可以再使用如果清洗后的脱盐率步理想,可以再使用酸性药剂对膜表面进行冲刷,最后用预处理后
19、酸性药剂对膜表面进行冲刷,最后用预处理后的水的水( (最好是最好是RORO产品水产品水) )将清洗液彻底冲洗干净。将清洗液彻底冲洗干净。一、反渗透化学清洗概述一、反渗透化学清洗概述二、几种典型清洗与消毒方法1、柠檬酸清洗程序(1)1.1 1.1 膜元件的冲洗膜元件的冲洗 在采用柠檬酸溶液进行清洗之前,先用软化在采用柠檬酸溶液进行清洗之前,先用软化水或者水或者RORO产品水对膜元件进行冲洗是非常必要的产品水对膜元件进行冲洗是非常必要的。1.2 1.2 清洗溶液的配置清洗溶液的配置 (1) (1) 用水充满清洗水箱用水充满清洗水箱 用无氧化剂的软化水或者用无氧化剂的软化水或者RORO产品水充满清洗
20、产品水充满清洗水箱。清洗水量由反渗透系统的膜元件尺寸和污水箱。清洗水量由反渗透系统的膜元件尺寸和污垢的程度来决定垢的程度来决定( (请参照上表请参照上表1.1)1.1)。二、几种典型清洗与消毒方法二、几种典型清洗与消毒方法1、柠檬酸清洗程序(2) (2) (2) 溶解柠檬酸溶解柠檬酸 向清洗水箱中添加柠檬酸向清洗水箱中添加柠檬酸( (白色粉末白色粉末) ),对溶,对溶液进行连续的搅动,使柠檬酸迅速和充分溶解,液进行连续的搅动,使柠檬酸迅速和充分溶解,使柠檬酸溶液浓度达到使柠檬酸溶液浓度达到2%(2%(质量百分比质量百分比) )。在添加。在添加药品之前,将大块的药品敲碎,以避免对搅拌器药品之前,
21、将大块的药品敲碎,以避免对搅拌器和水泵造成损坏。和水泵造成损坏。 例如:配制例如:配制1,0001,000升溶液,需要用掉升溶液,需要用掉20kg20kg的柠檬酸的柠檬酸药品。药品。二、几种典型清洗与消毒方法二、几种典型清洗与消毒方法1、柠檬酸清洗程序(3) (3) (3) 使用氨水使用氨水(NH3)(NH3)或者应氧化钠或者应氧化钠(NaOH)(NaOH)将溶液将溶液的的PHPH值调整到指定的数值。值调整到指定的数值。 在搅拌的过程中,溶液的在搅拌的过程中,溶液的PHPH值用氢氧化钠来值用氢氧化钠来调节。必要的时候,使用排气系统吹散释放出来调节。必要的时候,使用排气系统吹散释放出来的氨气气体
22、,将氨气气体的释放降低到最小。的氨气气体,将氨气气体的释放降低到最小。 将溶液的将溶液的PHPH值调节到值调节到3.53.5,所需要的氢氧化,所需要的氢氧化氨氨(NH(NH4 4OH)OH)的量们可以通过所加柠檬酸的量近似的量们可以通过所加柠檬酸的量近似成比例地计算出,成比例地计算出,公式如下:公式如下:氢氧化氨的量氢氧化氨的量(100%)=0.1(100%)=0.1柠檬酸的量柠檬酸的量(100%)(100%),单,单位为位为kgkg例如,如果计算得到的柠檬酸为例如,如果计算得到的柠檬酸为20.4kg20.4kg,那么所需,那么所需要的氢氧化钠的量要的氢氧化钠的量(30%(30%质量比质量比)
23、 )是是6.8kg=(0.1 6.8kg=(0.1 20.4)/0.320.4)/0.3二、几种典型清洗与消毒方法二、几种典型清洗与消毒方法1、柠檬酸清洗程序(4)1.31.3清洗溶液的循环清洗溶液的循环 将清洗溶液进行低压循环,压力大约将清洗溶液进行低压循环,压力大约0.1MPa0.1MPa。要排放最初要排放最初10-15%10-15%的清洗溶液,因为这部分溶液的清洗溶液,因为这部分溶液具有较高浓度的污染物具有较高浓度的污染物 ,不应重复使用。不应重复使用。 在允许范围之内,水温越高越好,有助于获得在允许范围之内,水温越高越好,有助于获得更好的清洗效果。更好的清洗效果。注释:清洗温度不要超过
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