反滲透系統(tǒng)的化學(xué)清洗

1、.,1,反滲透系統(tǒng)的化學(xué)清洗,卓 之 家 環(huán) 保,.,2,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,3,1、引言（1）,在反滲透處理之前，要對(duì)供給水進(jìn)行預(yù)處理，以盡可能地避免對(duì)膜表面地污染。最佳的操作條件(產(chǎn)生流速、壓力、回收率和PH值)對(duì)于減少膜表面的污垢起到非常重要的作用。一旦預(yù)處理過(guò)的給水中具有較高的SDI15(即使在允許的范圍內(nèi))值，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，反滲透膜表面會(huì)有懸浮物、膠體和鹽垢等沉淀產(chǎn)生的污垢。污垢將會(huì)導(dǎo)致膜元件的性能下降，具體表現(xiàn)為較低的產(chǎn)水流量和(或)較高的溶質(zhì)透過(guò)率和(或)供給水和濃水之間的壓差增大等。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,4,1、引言（2）,下圖說(shuō)明了膜元件早實(shí)際運(yùn)行中流量

2、會(huì)隨時(shí)間的增加而降低，重復(fù)(定期的)清洗可以最大程度的恢復(fù)系統(tǒng)的性能。 但是在大多數(shù)情況下，污垢的去除將會(huì)帶來(lái)暫時(shí)的緩解，正如圖“鋸齒”模式所闡述的。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,不受污染時(shí)的期望流量,受污染及周期性清洗時(shí)的實(shí)際流量,周期性清洗,運(yùn)行時(shí)間,產(chǎn)水流量,.,5,2、反滲透系統(tǒng)清洗說(shuō)明（1）,2.1 清洗時(shí)間的確定 為了使清洗工作取得最好的效果，膜元件必須在產(chǎn)生大量污垢前進(jìn)行清洗。如果清洗工作延誤太晚，那么將非常困難或者不可能從膜表面上徹底清除污垢并重新恢復(fù)性能至初始的狀態(tài)。 當(dāng)進(jìn)水和濃水之間的標(biāo)準(zhǔn)化壓差上升了15%，或標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量降低了10%，或標(biāo)準(zhǔn)化的鹽透率增加了5%時(shí)，應(yīng)該對(duì)膜系

3、統(tǒng)進(jìn)行清洗。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,6,2、反滲透系統(tǒng)清洗說(shuō)明（2）,2.2 污垢類型的確定 在清洗之前確定膜表面污垢的類型時(shí)非常重要的。進(jìn)行污垢類型確定的最好方法是對(duì)SDI測(cè)試膜片上所收集是我殘留物進(jìn)行化學(xué)分析，以確定污染物的主要類型，以便進(jìn)行針對(duì)性的化學(xué)清洗。 在不能采用化學(xué)分析的情況下，可以根據(jù)SDI的測(cè)定情況，測(cè)試膜片上殘留物的顏色、密度，然后對(duì)污垢進(jìn)行分類。比如，呈褐色的殘留物引導(dǎo)我們判斷是否為鐵污垢；白色殘留物則可能是硅、砂質(zhì)粘土、鈣垢等；晶狀體外形是無(wú)機(jī)膠體、鈣垢的一個(gè)特征；生物污垢或者有機(jī)污垢，除了從氣味分析判斷外，通常還可以看出這類污染物呈現(xiàn)粘稠狀。,一、反滲透化學(xué)清洗

4、概述,.,7,2、反滲透系統(tǒng)清洗說(shuō)明（3）,2.3 清洗程序的選擇 確定了膜表面的污染物，那么就必須選擇正確的清洗程序。如果認(rèn)為污垢為金屬氫氧化物，比如：含鐵的氫氧化物、或者鈣垢，那么可以采用檸檬酸清洗；如果確定主要污垢為有機(jī)物或者微生物，那么建議使用堿性清洗方法。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,8,2、反滲透系統(tǒng)清洗說(shuō)明（4）,2.4 清洗的有效性評(píng)估 上面只是簡(jiǎn)要介紹了幾種清洗程序。遵守所建議的清洗方法，通常都會(huì)得到較好的效果，如整個(gè)膜系統(tǒng)的壓差應(yīng)該減小到初始值，產(chǎn)水流量和脫鹽率可以得到恢復(fù)。如果清洗之后系統(tǒng)的性能沒(méi)有得到足夠地改善，那么建議采用另外的推薦方法，這樣可能會(huì)得到比較理想的結(jié)果。

5、污染容易附在膜表面或者在進(jìn)水流到中。在許多案例中，清除膜污染需要采用幾種連續(xù)的清洗方法。適宜地交替使用清洗劑的清洗方法比單獨(dú)使用任何一種藥劑進(jìn)行清洗更加有效。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,9,3、不使用化學(xué)物質(zhì)的清洗程序（1）,采用低壓、高流量的沖洗方法來(lái)去除膜表面最普通的灰塵。在顯著的性能衰減之前使用該法方，對(duì)于消除輕度的有機(jī)物污染也是非常有效的。最好在反滲透系統(tǒng)停機(jī)后沖洗幾個(gè)小時(shí)，以便于從膜表面分離污垢層。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,10,3、不使用化學(xué)物質(zhì)的清洗程序（2）,一般的沖洗操作條件如下：,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,11,4、化學(xué)清洗藥劑的選擇與條件（1）,清洗所用的污染物質(zhì)

6、與污染相互作用，通過(guò)溶解或分離，從而從膜表面清除掉污染物。該方法通常在沖洗后采用。定期進(jìn)行化學(xué)清洗以及在系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障之前進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)是非常好的做法。在化學(xué)清洗之后，使用與處理過(guò)的原水或產(chǎn)水(最好采用)將污染物徹底地沖洗出RO系統(tǒng),一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,12,表1.1清洗注意事項(xiàng)（1）,一、反滲透化學(xué)清洗概述,3,3,.,13,表1.1清洗注意事項(xiàng)（2）,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,14,表1.2反滲透膜化學(xué)清洗劑的選擇（1）,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,15,表1.2反滲透膜化學(xué)清洗劑的選擇（2）,一、反滲透化學(xué)清洗概述,注釋：上述百分?jǐn)?shù)均為其有效成分的質(zhì)量百分比；SHMP指六聚

7、偏磷酸鈉鹽；Na-SDS指十二烷基磺酸鈉；Na4EDTA指乙二胺四乙酸四鈉,.,16,4、化學(xué)清洗藥劑的選擇與條件（2）,說(shuō)明 (1) 對(duì)于細(xì)菌污染物采用消毒和清洗劑清洗是最后效的。首先進(jìn)行消毒，然后進(jìn)行清洗劑去污處理。 (2) 對(duì)于多種污染物同時(shí)并存的情況，通常需要多種清洗方法結(jié)合才能達(dá)到良好的效果。清洗順序一般是先進(jìn)行除鐵清洗，然后進(jìn)行酸性清洗，再進(jìn)行堿性清洗。 (3) 如果清洗后的脫鹽率步理想，可以再使用酸性藥劑對(duì)膜表面進(jìn)行沖刷，最后用預(yù)處理后的水(最好是RO產(chǎn)品水)將清洗液徹底沖洗干凈。,一、反滲透化學(xué)清洗概述,.,17,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,18,1、檸檬酸清洗程序（1）,

8、1.1 膜元件的沖洗 在采用檸檬酸溶液進(jìn)行清洗之前，先用軟化水或者RO產(chǎn)品水對(duì)膜元件進(jìn)行沖洗是非常必要的。 1.2 清洗溶液的配置 (1) 用水充滿清洗水箱 用無(wú)氧化劑的軟化水或者RO產(chǎn)品水充滿清洗水箱。清洗水量由反滲透系統(tǒng)的膜元件尺寸和污垢的程度來(lái)決定(請(qǐng)參照上表1.1)。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,19,1、檸檬酸清洗程序（2）,(2) 溶解檸檬酸 向清洗水箱中添加檸檬酸(白色粉末)，對(duì)溶液進(jìn)行連續(xù)的攪動(dòng)，使檸檬酸迅速和充分溶解，使檸檬酸溶液濃度達(dá)到2%(質(zhì)量百分比)。在添加藥品之前，將大塊的藥品敲碎，以避免對(duì)攪拌器和水泵造成損壞。 例如：配制1,000升溶液，需要用掉20kg的檸檬

9、酸藥品。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,20,1、檸檬酸清洗程序（3）,(3) 使用氨水(NH3)或者應(yīng)氧化鈉(NaOH)將溶液的PH值調(diào)整到指定的數(shù)值。 在攪拌的過(guò)程中，溶液的PH值用氫氧化鈉來(lái)調(diào)節(jié)。必要的時(shí)候，使用排氣系統(tǒng)吹散釋放出來(lái)的氨氣氣體，將氨氣氣體的釋放降低到最小。 將溶液的PH值調(diào)節(jié)到3.5，所需要的氫氧化氨(NH4OH)的量們可以通過(guò)所加檸檬酸的量近似成比例地計(jì)算出，公式如下： 氫氧化氨的量(100%)=0.1檸檬酸的量(100%)，單位為kg 例如，如果計(jì)算得到的檸檬酸為20.4kg，那么所需要的氫氧化鈉的量(30%質(zhì)量比)是6.8kg=(0.1 20.4)/0.3,二、幾

10、種典型清洗與消毒方法,.,21,1、檸檬酸清洗程序（4）,1.3清洗溶液的循環(huán) 將清洗溶液進(jìn)行低壓循環(huán)，壓力大約0.1MPa。要排放最初10-15%的清洗溶液，因?yàn)檫@部分溶液具有較高濃度的污染物 ，不應(yīng)重復(fù)使用。 在允許范圍之內(nèi)，水溫越高越好，有助于獲得更好的清洗效果。 注釋：清洗溫度不要超過(guò)35 。對(duì)于清洗來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)間的溶液循環(huán)是可取的，但是循環(huán)時(shí)間會(huì)受到水溫升高的限制。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,22,1、檸檬酸清洗程序（5）,將膜元件浸泡在清洗溶液中，這對(duì)于溶解金屬污垢是非常有效的做法。建議反復(fù)浸泡，并且交替進(jìn)行溶液的循環(huán)。如果清洗溶液中含鐵檸檬酸鹽足量，那么溶液的顏色將變成黃綠色

11、。如果溶液的顏色范圍趨向于深黃色或者紅褐色，說(shuō)明所有的檸檬酸都已經(jīng)于金屬離子相結(jié)合。這種情況下，清洗溶液應(yīng)該進(jìn)行排放，重新配置清洗溶液，繼續(xù)并完成清洗工作。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,23,1、檸檬酸清洗程序（6）,1.4 殘留液的清洗 排放所有清洗溶液，將清洗水箱完全排空，使用與處理產(chǎn)水或者RO產(chǎn)品水，從壓力容器和管道中徹底清除和沖洗掉所有殘留的清洗溶液。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,24,1、檸檬酸清洗程序（7）,1.5 檸檬酸的特點(diǎn) 外表： 白色晶狀粉末，沒(méi)有塊狀物 PH值： 1.7（100g/l水溶液，20） 密度： 1.665g/cm （18） 主要成分： (HOOCCH2

12、)2C(OH)COOH 安全性防范： 頭刺激性，較低的潛在危險(xiǎn)性,二、幾種典型清洗與消毒方法,3,.,25,2、十二烷基磺酸鈉(Na-SDS)清洗劑清洗程序（1）,2.1膜元件的沖洗 在使用十二烷基磺酸鈉(Na-SDS)溶液進(jìn)行沖洗之前，先用軟化水或者RO產(chǎn)品水對(duì)膜元件進(jìn)行沖洗是非常必要的。 2.2 清洗溶液的配置 配置0.025%(質(zhì)量百分比濃度)十二烷基磺酸鈉和0.1%(質(zhì)量百分比濃度)NaOH溶液，控制溶液溫度小于30，其PH值控制范圍在PH12以內(nèi)。此種方法最好作為系統(tǒng)的第一化學(xué)清洗。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,26,2、十二烷基磺酸鈉(Na-SDS)清洗劑清洗程序（2）,2.3

13、 清洗溶液的循環(huán) 將清洗溶液進(jìn)行低壓循環(huán)，壓力大約0.1MPa。要排放最初10-15%的清洗溶液，因?yàn)檫@部分溶液具有較高濃度的污染物，不應(yīng)重復(fù)使用。 在允許范圍之內(nèi)，水溫越高越好，有助于獲得更好的清洗效果。 注釋：清洗液溫度不要超過(guò)35。對(duì)于清洗來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)時(shí)間的溶液循環(huán)是可取的，但是循環(huán)時(shí)間會(huì)受到水溫升高的限制。 將元件浸泡在清洗溶液中，這對(duì)于溶解金屬污垢是非常有效的做法。建議反復(fù)浸泡，并且交替進(jìn)行溶液的循環(huán)。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,27,2、十二烷基磺酸鈉(Na-SDS)清洗劑清洗程序（3）,2.4殘留液的清洗 排放所有清洗溶液，將清洗水箱完全排空。使用預(yù)處理產(chǎn)品水或者RO產(chǎn)品水，從

14、壓力容器和管道中徹底清除和沖洗掉所有殘留的清洗溶液。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,28,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(1),3.1 膜元件的沖洗 在清洗程序開(kāi)始之前，先用軟化水或者RO產(chǎn)品水對(duì)膜元件進(jìn)行沖洗時(shí)非常必要的。 3.2 濃度為1%的SHMP溶液的配置 (1) 清洗水箱注水 用無(wú)氧化劑的軟化水或者RO產(chǎn)品水充滿清洗水箱。清洗水量由反滲透系統(tǒng)的膜元件尺寸和污垢的程度來(lái)決定(請(qǐng)參考表1.1),二、幾種典型清洗與消毒方法,.,29,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(2),(2) 溶解SHMP 向水中添加SHMP(白色粉末)，小批量逐步添加，以達(dá)到1.0%濃度(質(zhì)量百分比)溶液。使用攪

15、拌器連續(xù)的攪拌溶液，使化學(xué)藥品均勻混合。 例如：配置1,000升清洗溶液，需要10kgSHMP。 (3)添加鹽酸 緩慢的將鹽酸(HCl)添加到SHMP溶液中，知道溶液的PH值達(dá)到2。 鹽酸(HCl)是一種腐蝕性的無(wú)機(jī)酸，在處理鹽酸時(shí)要注意安全規(guī)則。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,30,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(3),(4)校核PH值 溶液的PH值應(yīng)該接近，但是要大于2.如果在清洗期間溶液的PH值升高超過(guò)3.5，則要添加鹽酸(HCl)直到PH值恰好大于2.如果PH值降低到小于2，使用氫氧化鈉(NaOH)進(jìn)行調(diào)節(jié)。氫氧化鈉(NaOH)是一種腐蝕性無(wú)機(jī)酸，在使用時(shí)要注意安全規(guī)則。,二、幾種

16、典型清洗與消毒方法,.,31,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(4),3.3 清洗溶液的循環(huán) 當(dāng)將清洗溶液進(jìn)行低壓循環(huán)，壓力大約0.1MPa。要排放最初10-15%的清洗溶液，因?yàn)檫@部分溶液具有較高濃度的污染物，不應(yīng)重復(fù)使用。 在允許范圍之內(nèi)，水溫越高越好，有助于獲得更好的清洗效果。 注釋： 清洗液溫度不要超過(guò)35。對(duì)于清洗來(lái)說(shuō)，較長(zhǎng)時(shí)間的水流循環(huán)周期是可取的，但是循環(huán)周期會(huì)受到升高的水溫的限制。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,32,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(5),將元件浸泡在清洗溶液中，改善整個(gè)處理過(guò)程的效果。對(duì)清洗溶液進(jìn)行重復(fù)的浸泡和循環(huán)(在1小時(shí)的清洗循環(huán)過(guò)程中，每15分鐘浸泡

17、2次)處理是一個(gè)好的辦法。 如果在循環(huán)過(guò)程中，溶液的PH值上升到超過(guò)3.5，則要添加鹽酸(HCl)直到溶液的PH值返回到PH2的范圍內(nèi)。如果溶液的PH值迅速上升并超過(guò)了3.5，則要排放清洗溶液，配制新的清洗溶液，并重復(fù)上述的清洗程序，已達(dá)到最佳的清洗效果。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,33,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(6),3.4 殘留液的清洗 排放所有清洗溶液，將清洗水箱完全排空。使用預(yù)處理產(chǎn)品或者RO產(chǎn)品水，從壓力容器和管道中徹底清除和沖洗掉所有殘留的清洗溶液。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,34,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(6),3.5 SHMP的特點(diǎn) 外表： 白色粉末

18、，無(wú)氣味 PH值： PH值大約為7(1%水溶液) 溶解性： 幾乎沒(méi)有限制 濃度： 大約67% 密度： 0.95-1.05g/cm(20),二、幾種典型清洗與消毒方法,.,35,3、六聚偏磷酸鈉+鹽酸的清洗程序(7),注意： (1) 在使用SHMP過(guò)程中，應(yīng)該佩戴正常的安全設(shè)施，比如手套和化學(xué)噴濺防護(hù)鏡； (2) 一旦眼睛接觸到藥品，立即用大量的清水清洗眼睛并就醫(yī)； (3) 應(yīng)該避免與皮膚長(zhǎng)期接觸，避免吸入粉塵； (4) 在使用之前熟悉供應(yīng)商的MSDS。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,36,4、反滲透/納濾膜元件的消毒方法(1),為了避免細(xì)菌的繁殖，建議將膜元件浸沒(méi)在消毒溶液中進(jìn)行消毒。消毒液

19、 可以采用質(zhì)量百分比濃度為0.2-0.3%的甲醛溶液，由碳酸氫鈉(NaHCO3)溶液將PH值調(diào)節(jié)到6-8。 上述方法是最為有效的消毒方法，并且在系統(tǒng)停機(jī)的任何階段都是可以使用的。 注意：由于甲醛具有一定的毒性，所以使用甲醛時(shí)，一定要注意甲醛使用的安全規(guī)定； 膜元件在用甲醛溶液進(jìn)行保存以前，必須在正常條件使用至少24小時(shí)，否則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水流量大大降低。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,37,4、反滲透/納濾膜元件的消毒方法(2),可供選擇的備選消毒溶液以及應(yīng)用如下表所示。在系統(tǒng)停機(jī)狀態(tài)下，膜元件可以浸沒(méi)在這些消毒溶液中。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,38,4、反滲透/納濾膜元件的消毒方法(

20、3),如果不能對(duì)應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用甲醛進(jìn)行消毒，建議使用下列替代溶液對(duì)UTC反滲透膜片進(jìn)行消毒：,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,39,4、反滲透/納濾膜元件的消毒方法(4),說(shuō)明： (1) 與消毒溶液的接觸時(shí)間不能超過(guò)持續(xù)時(shí)間，避免性能下降； (2) 使用A類消毒液在完成消毒以后，沖洗系統(tǒng)，并用符合要求的清洗用水充滿系統(tǒng)，以便繼續(xù)進(jìn)行正常的操作； (3) 該應(yīng)用中的過(guò)氧化氫必須用小于0.2ppm的去離子水配制； (4)用來(lái)配制消毒溶液的水，必須沒(méi)有游離氯或其他氧化劑；,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,40,4、反滲透/納濾膜元件的消毒方法(5),(5) 在用H2O2對(duì)膜元件進(jìn)行消毒處理前，必須完全除去消毒液及膜表面的重金屬離子，否則可能會(huì)引起膜的氧化性破壞； (6) 所有應(yīng)用于膜元件的消毒溶液必須符合膜產(chǎn)品的清洗要求。,二、幾種典型清洗與消毒方法,.,41,三、反滲透清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì),卓之家環(huán)保,.,42,1、典型清洗系統(tǒng)流程（1）,三、反滲透清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì),PI,TI,FI,PI,P,高壓泵,清洗泵,給水