美國陶氏反滲透技術(shù)手冊

目 錄TOC\o"1-3"7-1 序言 7－27-2 清洗條件 7－27-3 清洗安全注意事項(xiàng) 7－37-4 清洗設(shè)備 7－37-5 清洗環(huán)節(jié) 7－57-5.1 清洗單段系統(tǒng) 7－57-5.2 清洗多段系統(tǒng) 7－67-6 清洗藥劑 7－67-7 膜系統(tǒng)消毒 7－77-7.1 引言 7－77-7.2 清洗受生物污染的FILMTECFT30膜元件 7－77-7.3 用DBNPA消毒 7－87-7.4 用H2O2殺菌與消毒 7－97-7.5 含氯殺菌消毒劑 7－107-7.6 其他殺菌消毒劑 7－107-8 特殊污染物的清洗 7－107-8.1 清洗硫酸鹽垢 7－107-8.2 清洗碳酸鹽垢 7－117-8.3 清洗鐵污染 7－137-8.4 清洗有機(jī)物污染 7－147-8.5 緊急清洗 7－157-1 序言水處理系統(tǒng)進(jìn)水中存在多種形式可導(dǎo)致反滲透和納濾膜表面污染的物質(zhì)，例如水合金屬氧化物、含鈣沉淀物、有機(jī)物及生物。污垢(fouling)就是指覆蓋在膜表面上的多種沉積物，包括水中的結(jié)垢物。膜系統(tǒng)預(yù)處理的目的在于盡量減少膜表面的上述污染，通過安裝合適的預(yù)處理系統(tǒng)，選擇恰當(dāng)?shù)牟僮鳁l件，如產(chǎn)水流量，運(yùn)行壓力與產(chǎn)水回收率等，就能到達(dá)這一目的。下列原因有也許引起膜系統(tǒng)污垢：預(yù)處理系統(tǒng)不完善預(yù)處理運(yùn)行不正常系統(tǒng)選材不合適(泵和管線等)預(yù)處理投藥系統(tǒng)失靈系統(tǒng)停機(jī)后沖洗不及時(shí)或不充足操作控制不妥膜面長時(shí)間累積沉淀物(鋇和硅垢等)進(jìn)水組份或其他條件變化進(jìn)水受生物污染發(fā)生膜表面的污垢將加速系統(tǒng)性能的下降，如減少產(chǎn)水流量，減少脫鹽率。污垢的另一種負(fù)面現(xiàn)象是進(jìn)水和濃水間的壓差增長。由于陶氏FILMTEC?膜及膜元件具有全球膜工業(yè)界能承受最寬的pH和溫度條件，只要措施得力及時(shí)，就可以很有效地進(jìn)行系統(tǒng)清洗，最大程度地恢復(fù)膜系統(tǒng)的性能。但若遲延太久才進(jìn)行清洗，則很難完全將污染物從膜面上清洗掉，針對特定的污染，只有采用對應(yīng)的清洗措施，才能到達(dá)好的效果，若錯(cuò)誤地選擇清洗化學(xué)藥物和措施，有時(shí)會(huì)使膜系統(tǒng)污染加劇。因此在清洗之前需先決定膜表面的污垢種類，有如下幾種分析措施：分析系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)，請參閱故障排除一節(jié)的詳細(xì)簡介分析進(jìn)水構(gòu)成，發(fā)生污垢的也許性或許通過度析原水水質(zhì)匯報(bào)，就能顯而易見的發(fā)現(xiàn)檢查前幾次的清洗效果分析測定SDI值的微孔濾膜膜面上所截留的污物分析保安濾器濾芯上的沉積物檢查進(jìn)水管內(nèi)表面及FILMTEC膜元件的進(jìn)出水端面，如為紅棕色，則表達(dá)也許已發(fā)生鐵的污染；泥狀或膠狀沉積物一般為微生物或有機(jī)物污染。7-2 清洗條件在正常操作過程中，反滲透元件內(nèi)的膜片會(huì)受到無機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機(jī)物質(zhì)的污染。操作過程中這些污染物沉積在膜表面，導(dǎo)致原則化的產(chǎn)水流量和系統(tǒng)脫鹽率分別下降或同步惡化。當(dāng)下列狀況出現(xiàn)時(shí)，需要清洗膜元件：原則化產(chǎn)水量減少10%以上進(jìn)水和濃水之間的原則化壓差上升了15%原則化透鹽率增長5%以上以上的原則(基準(zhǔn))比較條件取自系統(tǒng)通過最初48小時(shí)運(yùn)行時(shí)的操作性能。平常操作時(shí)必須測量和記錄每一段壓力容器間的壓差(ΔP)，伴隨元件內(nèi)進(jìn)水通道被堵塞，ΔP將增長。需要注意的是，假如進(jìn)水溫度減少，元件產(chǎn)水量也會(huì)下降，這是正?，F(xiàn)象并非膜的污染所致。預(yù)處理、壓力控制失?；蚧厥章实脑鲩L將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水量的下降或透鹽量的增長。當(dāng)觀測到系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，此時(shí)元件也許并不需要清洗，但應(yīng)當(dāng)首先考慮此類原因。為了對選用FILMTEC膜元件的系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行原則化，陶氏FilmTec企業(yè)開發(fā)了一種計(jì)算機(jī)原則化軟件FTNORM，這個(gè)軟件程序可以協(xié)助您決定何時(shí)應(yīng)當(dāng)清洗系統(tǒng)，它可從陶氏液體分離部的網(wǎng)站()上下載。7-3 清洗安全注意事項(xiàng)在下列各章節(jié)中，當(dāng)使用任何清洗化學(xué)品時(shí)，必須遵照獲得承認(rèn)的安全操作規(guī)程。有關(guān)化學(xué)品安全性、使用措施和排放處置方面的細(xì)節(jié)請征詢該化學(xué)品制造商。當(dāng)準(zhǔn)備清洗液時(shí)，應(yīng)保證在進(jìn)入元件循環(huán)之前，所有的清洗化學(xué)品得到很好的溶解和混合。在清洗化學(xué)藥物與膜元件循環(huán)之后，應(yīng)采用高品質(zhì)的不含余氯等氧化劑的水對膜元件進(jìn)行沖洗(最低溫度>20oC)，推薦用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水，假如對管道沒有腐蝕問題時(shí)，可用經(jīng)脫氯的飲用水和經(jīng)預(yù)處理的給水。在恢復(fù)到正常操作壓力和流量前，必須注意開始要在低流量和壓力下沖洗大量的清洗液。此外，在清洗過程中清洗液也會(huì)進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)，因此，產(chǎn)水必須排放10分鐘以上或直至系統(tǒng)正常啟動(dòng)運(yùn)行后產(chǎn)水清澈為止。在清洗液循環(huán)期間，pH2～10時(shí)溫度不應(yīng)超過50oC，pH1～11時(shí)溫度不應(yīng)超過35oC，pH1～12時(shí)溫度不應(yīng)超過30oC。對于直徑不小于6英寸的元件，清洗液流動(dòng)方向與正常運(yùn)行方向必須相似，以防止元件產(chǎn)生“望遠(yuǎn)鏡”現(xiàn)象，由于壓力容器內(nèi)的止推環(huán)僅安裝在壓力容器的濃水端。在小型元件的系統(tǒng)清洗時(shí)也提議注意這一點(diǎn)。清洗流程示意如下。7-4 清洗設(shè)備清洗所需設(shè)備參見下面的清洗系統(tǒng)流程圖，針對FILMTEC元件的清洗液pH值范圍也許在1～12之間，因此清洗系統(tǒng)應(yīng)采用耐腐蝕材料建造。作混合與循環(huán)的清洗水箱可以是聚丙烯或玻璃鋼(FRP)，清洗水箱應(yīng)設(shè)有可移動(dòng)的蓋子和溫度表計(jì)，提高清洗溫度有助于提高清洗效率，在此提議清洗過程中應(yīng)按表7-2的規(guī)定維持清洗液pH值和溫度的恒定。由于低溫下清洗化學(xué)動(dòng)力學(xué)極低，清洗液溫度不應(yīng)低于15oC(59oF)，此外，某些化學(xué)品如月桂酸鈉(十二烷基磺酸鈉)在低溫下也許發(fā)生沉淀，在某些地區(qū)，清洗系統(tǒng)中則需要安裝冷卻部件，因此設(shè)計(jì)清洗系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮加熱和冷卻規(guī)定。確定清洗箱大小的大體措施是將空的壓力容器的體積與清洗液循環(huán)管路的體積之和，例如清洗10支含6芯的8英寸元件壓力容器的系統(tǒng)，采用下列計(jì)算：壓力容器的體積V1 =r2L=3.14(4in)2(20ft)(7.48gal/ft3)/144in2/ft2)=52加侖/壓力容器(0.20m3)V10 =52x10=520加侖(1.97m3)管線的體積，假設(shè)使用50英尺長，4英寸SCH80管道Vp =r2L=3.14(1.91in)2(50ft)(7.48gal/ft3)/144in2/ft2)=30加侖(0.11m3)Vct =V10+Vp=520+30=550加侖(2.08m3)因此，所需配制的清洗液體積約為550加侖(2.08m3)，由于清洗箱完全裝滿也許產(chǎn)生溢流，一般應(yīng)考慮20%的裕度，本例應(yīng)選擇公稱體積為700加侖(2.5m3)的耐腐蝕水箱作清洗箱。根據(jù)元件型號及污染程度而定對于一般污染狀況： 每支4040型膜元件需配制8.5升清洗液；每支8英寸膜元件需配制34升清洗液。對于嚴(yán)重污染狀況： 每支4040型膜元件需配制16升清洗液；每支8英寸膜元件需配制55升清洗液。清洗泵的大小根據(jù)表7-1的流量和壓力再加上管路和濾芯的壓力損失來選擇，水泵的材質(zhì)至少必須是316不銹鋼或非金屬聚酯復(fù)合材料。清洗系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有必要的閥門、流量計(jì)和壓力表以控制清洗流量，聯(lián)結(jié)管線既可以是硬管也可以是軟管，清洗管道流速應(yīng)不不小于3米/秒(10英尺/秒)。7-5 清洗環(huán)節(jié)7-5.1 清洗單段系統(tǒng)采用如下六個(gè)環(huán)節(jié)清洗膜元件：配制清洗液低流量輸入清洗液。首先用清洗水泵混合一遍清洗液，預(yù)熱清洗液時(shí)應(yīng)以低流量(表7-1所列值的二分之一)。然后以盡量低的清洗液壓力置換元件內(nèi)的原水，其壓力僅需到達(dá)足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可，即壓力必須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓置換操作可以最大程度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視狀況而定，排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。表7-1. 高流量循環(huán)期間每支壓力容器提議流量和壓力清洗壓力1(psig)(bar)元件直徑(in)每支壓力容器的流量值(gpm)(m3/h)20～601.5～4.02.53～50.7～1.220～601.5～4.0428～101.8～2.320～601.5～4.0616～203.6～4.520～601.5～4.0830～406.0～9.120～601.5～4.08335～458.0～10.21取決于壓力容器內(nèi)元件數(shù)量；24英寸full-fit元件清洗流量為12～14gpm(2.7～3.2m3/h)；3合用于full-fit、400和440平方英尺膜面積元件。表7-2. 清洗pH值和溫度極限元件類型最高溫度50oCpH范圍最高溫度35oCpH范圍最高溫度30oCpH范圍持續(xù)操作pH范圍SW30,SW30HR3～102～111～122～11BW30,BW30LE,TW30,XLE,LP2～101～111～122～11NF200,SR903～102～111～123～10NF270,NF903～102～111～123～9循環(huán)。當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)清洗液，讓清洗液循環(huán)回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定。浸泡。停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。有時(shí)元件浸泡大概1小時(shí)就足夠了，但對于頑固的污染物，需要延長浸泡時(shí)間，如浸泡10～15小時(shí)或浸泡過夜。為了維持浸泡過程的溫度，可采用很低的循環(huán)流量(約為表7-1所示流量的10%)。高流量水泵循環(huán)。按表7-1所列的流量循環(huán)30～60分鐘。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。假如污染嚴(yán)重，請采用高于表7-1所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將會(huì)出現(xiàn)過高壓降的問題，單元件最大容許的壓降為1bar(15psi)，對多元件壓力容器最大容許壓降為3.5bar(50psi)，以先超過為限。沖洗。預(yù)處理的合格產(chǎn)水可以用于沖洗系統(tǒng)內(nèi)的清洗液，除非存在腐蝕問題(例如，靜止的海水將腐蝕不銹鋼管道)。為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20oC。附注 在酸洗過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查清洗液pH值變化，當(dāng)在溶解無機(jī)鹽類沉淀消耗掉酸時(shí)，假如pH的增長超過0.5個(gè)pH值單位，就應(yīng)當(dāng)向清洗箱內(nèi)補(bǔ)充酸，酸性清洗液的總循環(huán)時(shí)間不應(yīng)超過20分鐘，超過這一時(shí)間后，清洗液也許會(huì)被清洗下來的無機(jī)鹽所飽和，而污染物就會(huì)再次沉積在膜表面，此時(shí)應(yīng)用合格預(yù)處理產(chǎn)水將膜系統(tǒng)及清洗系統(tǒng)內(nèi)的第一遍清洗液排放掉，重新配置清洗液進(jìn)行第二遍酸性清洗操作。假如系統(tǒng)必須停機(jī)24小時(shí)以上，則應(yīng)將元件保留在1%(重量比)的亞硫酸氫鈉水溶液中。在對大型系統(tǒng)清洗之前，提議從待清洗的系統(tǒng)內(nèi)取出一支膜元件，進(jìn)行單元件清洗效果試驗(yàn)評估。7-5.1 清洗多段系統(tǒng)在多段系統(tǒng)的沖洗和浸泡環(huán)節(jié)中，可以對整個(gè)系統(tǒng)的所有段同步進(jìn)行，不過對于高流量的循環(huán)必須分段進(jìn)行，以保證循環(huán)流量對第一段不會(huì)太低而對最終一段不會(huì)太高，這可以通過一臺(tái)泵每次分別清洗各段或針對每段流量規(guī)定設(shè)置不一樣的清洗泵來實(shí)現(xiàn)。7-6 清洗藥劑表7-3列舉了合適的清洗藥物，這些酸性和堿性清洗劑是原則的清洗藥物，酸性清洗劑用于清除包括鐵污染在內(nèi)的無機(jī)污染物，而堿性清洗劑用于清洗包括微生物在內(nèi)的有機(jī)污染物。由于使用硫酸會(huì)引起硫酸鈣沉淀的危險(xiǎn)，不應(yīng)選作清洗劑。最佳采用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水配制清洗液，當(dāng)然在諸多狀況下也可以使用通過預(yù)處理的合格預(yù)處理出水來配制清洗液。原水也許緩沖容量很大，需要消耗更多的酸或堿才能到達(dá)規(guī)定的pH值，酸性清洗的pH約為2左右，堿性清洗的pH約為12左右。表7-3. FT30膜元件一般清洗液清洗液污染物0.1%(W)NaOH或1.0%(W)Na4EDTA【pH12/30oC(最大值)】0.1%(W)NaOH或0.025%(W)Na-DDS【pH12/30oC(最大值)】0.2%(W)HCl鹽酸1.0%(W)Na2S2O40.5%(W)H3PO4磷酸1.0%(W)NH2SO3H2.0%(W)檸檬酸無機(jī)鹽垢(如CaCO3)最佳可以可以可以硫酸鹽垢(CaSO4,BaSO4)最佳可以金屬氧化物(如鐵)最佳可以可以可以無機(jī)膠體(淤泥)最佳硅可以最佳微生物膜可以最佳有機(jī)物作第一步清洗可以作第一步清洗最佳作第二步清洗最佳(W)表達(dá)有效成分的重量百分含量；按次序污染物化學(xué)式符號為：CaCO3表達(dá)碳酸鈣；CaSO4表達(dá)硫酸鈣；BaSO4表達(dá)硫酸鋇。按次序清洗化學(xué)品符號為：NaOH表達(dá)氫氧化鈉；Na4EDTA表達(dá)乙二胺四乙酸四鈉，陶氏化學(xué)生產(chǎn)該產(chǎn)品的商標(biāo)為VERSENE*；Na-SDS表達(dá)十二烷基磺酸鈉鹽，又名月硅酸鈉；HCl表達(dá)鹽酸；Na2S2O4表達(dá)亞硫酸氫鈉；H3PO4表達(dá)磷酸；NH2SO3H表達(dá)亞硫酸氫胺。為了有效的清洗硫酸鹽垢，必須盡早的發(fā)現(xiàn)和處理，由于硫酸鹽垢的溶解度隨清洗液含鹽量的增長而增長，可以在NaOH和Na4EDTA的清洗液中添加NaCl，當(dāng)結(jié)垢一周以上時(shí)，硫酸鹽垢的清洗成功性值得懷疑。檸檬酸是無機(jī)鹽垢的可選清洗劑。7-7 膜系統(tǒng)消毒7-7.1 引言生物污染是RO/NF系統(tǒng)操作中最常見和最嚴(yán)重的問題之一，尤其是當(dāng)水源為地表水或富含細(xì)菌的進(jìn)水，控制水中微生物的活動(dòng)尤為重要，對的的設(shè)計(jì)和預(yù)處理操作是防止出現(xiàn)微生物污堵的先決條件，完整的取樣和分析環(huán)節(jié)是操作程序的一部分，這樣微生物活動(dòng)的增長在初期階段就可發(fā)現(xiàn)。有關(guān)評估生物污堵也許性的措施請參閱4-6“防止生物污染”一節(jié)，有關(guān)微生物取樣點(diǎn)設(shè)置和系統(tǒng)檢查措施請查閱6-2.8微生物活動(dòng)的監(jiān)控一節(jié)。7-7.2 清洗受生物污染的FILMTECFT30膜元件下列清洗程序是專門針對受生物污染的膜系統(tǒng)，對于所有清洗過程，其清洗系統(tǒng)配置、pH和溫度范圍及提議清洗流量值完全相似，提議參照通用清洗導(dǎo)則的規(guī)定。清洗環(huán)節(jié)采用七個(gè)環(huán)節(jié)清洗受生物污染的膜元件：按表7-4配制清洗液。表7-4 生物污染清洗液清洗液清洗液構(gòu)成優(yōu)選0.1%(wt)NaOHpH12，最高溫度30oC優(yōu)選0.1%(wt)NaOH0.025%(wt)Na-SDSpH12，最高溫度30oC可選0.1%(wt)NaOH1.0%(wt)Na4-EDTApH12，最高溫度30oC1(wt)表達(dá)有效成分的重量百分含量；2按次序清洗化學(xué)品符號為：NaOH表達(dá)氫氧化鈉；Na-SDS表達(dá)十二烷基苯磺酸鈉；Na4-EDTA表達(dá)乙二胺四乙酸四鈉，陶氏化學(xué)的品標(biāo)VERSENE100和220。低流量輸入清洗液。當(dāng)清洗水泵混合清洗液，清洗液預(yù)熱以及用清洗液置換元件內(nèi)的原水時(shí)，應(yīng)按表7-5所列流量值的二分之一即按低流量和低壓力操作條件進(jìn)行，所需的壓力僅需到達(dá)足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可。壓力必須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓可以最大程度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視狀況而定，應(yīng)排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。循環(huán)。當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)清洗液，可以讓清洗液循環(huán)返回清洗液水箱。循環(huán)清洗液15分鐘或直到顏色不變?yōu)橹?。假如顏色仍發(fā)生變化，放掉清洗液重新按環(huán)節(jié)1)配置新的清洗液。浸泡。停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時(shí)間1～15小時(shí)(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(約為表7-5所示流量的10%)。浸泡時(shí)間隨污染嚴(yán)重程度而定，對于輕度污染，浸泡1～2小時(shí)足夠。高流量水泵循環(huán)。按表7-5所示的流量循環(huán)45分鐘。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。假如污染嚴(yán)重，請采用高于表7-5所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將產(chǎn)生過高壓降的問題，單元件最大容許的壓降為1bar(15psi)，對多元件壓力容器最大容許壓降為3.5bar(50psi)，以先超過為限。表7-5 在高流量循環(huán)期間每支壓力容器推薦流量清洗壓力1(psig)(bar)元件直徑(in)每支壓力容器的流量值(gpm)(m3/hr)20～601.5～4.02.53～50.7～1.220～601.5～4.0428～101.8～2.320～601.5～4.0616～203.6～4.520～601.5～4.0830～406.0～9.120～601.5～4.08335～458.0～10.21取決于壓力容器內(nèi)元件數(shù)量；24英寸full-fit元件清洗流量為12～14gpm(2.7～3.2m3/hr)；3合用于full-fit、400和440平方英尺膜面積元件。沖洗。經(jīng)預(yù)處理的合格預(yù)處理出水可以用于沖洗清洗液，除非存在腐蝕問題(如靜止的海水將會(huì)腐蝕不銹鋼管道)。為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20oC，系統(tǒng)沖洗時(shí)間約1小時(shí)。重新啟動(dòng)系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動(dòng)后的運(yùn)行參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間取決于原先污染的程度。為了獲得最佳的性能，有時(shí)需要多次的清洗和浸泡環(huán)節(jié)。附加信息實(shí)踐表明，含Na4-EDTA的堿性清洗液清洗效果不及原則堿性溶液或含Na-SDS的堿性溶液。對任何清洗液而言，清洗液與膜元件的接觸時(shí)間最重要。為了恢復(fù)系統(tǒng)性能，有時(shí)需要多次清洗液浸泡過夜。在元件清洗之后，再清洗一次才可以非常有效地除去膜面上殘留的生物污染膜。任何殘留的生物污染膜將會(huì)吸引和捕捉污染物，因此，再清洗一遍將有助于延長清洗周期，提高系統(tǒng)性能。對于工業(yè)用水而言，或產(chǎn)品水不是以飲用為目的時(shí)，可以在環(huán)節(jié)1)前使用非氧化性的殺菌劑以消滅系統(tǒng)中的細(xì)菌和生物膜。請參閱膜系統(tǒng)消毒指南(即用非氧化性的DBNPA消毒)。假如只能使用氧化劑例如過氧化氫消毒，則必須先清洗后消毒。7-7.3 用DBNPA消毒膜一般易于受多種污染，其中產(chǎn)生微生物污染的一種原因是由于細(xì)菌活動(dòng)所致。生物污染會(huì)形成富集其他腐殖質(zhì)的基礎(chǔ)條件并導(dǎo)致更為嚴(yán)重的問題，此時(shí)受污染的膜系統(tǒng)產(chǎn)水量下降，運(yùn)行壓力增長，脫鹽率減少，當(dāng)上述任一癥狀出現(xiàn)時(shí)，就應(yīng)懷疑出現(xiàn)了微生物污染，顧客應(yīng)使用殺菌消毒劑，嘗試“再生”膜系統(tǒng)，如下是對殺菌消毒劑的規(guī)定：與膜兼容能發(fā)揮較快的消毒作用成本較低有易于運(yùn)送，貯存和操作以及穩(wěn)定的特點(diǎn)不應(yīng)透過膜進(jìn)入產(chǎn)水中有廣譜殺菌作用能力可生物降解符合目前和未來的多種法規(guī)。符合這些規(guī)定的殺菌消毒劑為DBNPA(2,2-dibromo-3-nitrilo-proprionamide，2,2-雙溴代-3-次氮基-丙酰胺)，目前有幾種含DBNPA的產(chǎn)品可供選用，要理解更多有關(guān)DBNPA或但愿找到供應(yīng)商，請征詢陶氏抗菌劑網(wǎng)站，可聯(lián)絡(luò)。消毒頻率和環(huán)節(jié)RO/NF系統(tǒng)運(yùn)行在高微生物活動(dòng)的進(jìn)水中時(shí)，在接觸多種微生物之后的3～5天就會(huì)出生物膜，因此，在生物活動(dòng)旺盛期(夏季)，最常規(guī)的消毒頻率為每3～5天一次，在生物活動(dòng)非旺盛期(冬季)，大概每7天一次，最佳的消毒頻率應(yīng)根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際狀況而定，有兩種消毒措施可供選擇，短暫或持續(xù)加藥。當(dāng)短暫加藥時(shí)，使用DBNPA的量取決于微生物污染的嚴(yán)重程度，生物活動(dòng)低的水源，每5天加入10～30ppm的活性成分30分鐘到3小時(shí)處理。假如水中含100CFU/ml(菌落總數(shù)/毫升)或已經(jīng)確診為存在生物膜污染時(shí)，提議投加方式為持續(xù)3小時(shí)30ppm。由于DBNPA可以被還原劑分解(例如亞硫酸氫鈉)，水中具有還原劑時(shí)，需投加更高濃度的DBNPA，每1ppm殘留還原劑要添加1ppm有效DBNPA。為了清除殺死的生物膜，提議使用堿性清洗劑，詳見“清洗受生物污染的FILMTECFT30膜元件”一節(jié)的簡介，殺菌劑、殺菌劑的分解產(chǎn)物和殺菌劑配方中的其它成分并不能被膜所完全脫除，因此在投加殺菌消毒劑期間，也許需要將產(chǎn)水排放掉不要。一旦系統(tǒng)消除了嚴(yán)重的生物膜污染之后，必須采用持續(xù)的防備措施，提議持續(xù)投加0.5～1.0ppm的有效DBNPA，加藥量可根據(jù)生物活動(dòng)的程度的高下作對應(yīng)調(diào)整，按照這種模式使用DBNPA，就可以在膜系統(tǒng)內(nèi)將細(xì)菌數(shù)量控制在零含量。雖然DBNPA是非氧化性藥劑，但當(dāng)其濃度<0.5ppm或>3ppm時(shí)，它會(huì)在ORP上大概會(huì)有+400mV的響應(yīng)值，而每1ppm的氧化性氯和溴在ORP上的響應(yīng)值是+700mV，還會(huì)隨濃度增長而增長響應(yīng)值。7-7.4 用過氧化氫殺菌與消毒裝有FILMTECFT30膜元件的系統(tǒng)可以成功地使用過氧化氫或過氧化氫與過乙酸的混合物進(jìn)行殺菌與消毒。例如Minntech企業(yè)生產(chǎn)的Renalin?和Minncare?就是含過氧化氫與過乙酸的溶液，這些產(chǎn)品是濃縮產(chǎn)品，使用前用膜系統(tǒng)產(chǎn)水按1:100比例稀釋，得到0.25%過氧化物稀溶液，在美國Minneapolis市一種使用FT30的反滲透系統(tǒng)中，四年每周一次在Renalin稀釋液浸泡過夜，沒有任何跡象表明膜出現(xiàn)降解現(xiàn)象。但一般有兩個(gè)原因，溫度和鐵，會(huì)引起過氧化氫對膜的襲擊損傷，殺菌溶液不應(yīng)超過25oC，以0.5%過氧化氫在34oC時(shí)對FT30膜樣品作試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，數(shù)小時(shí)之后，樣品膜的透鹽率就相稱高了，但同樣濃度當(dāng)溫度在24oC時(shí)，通過96小時(shí)接觸，膜性能仍不受影響。有鐵或其他過渡金屬的存在時(shí)，過氧化氫也會(huì)引起膜的降解，F(xiàn)T30膜樣品在0.15%過氧化氫和含鐵的自來水試驗(yàn)150小時(shí)之后，膜的透鹽率明顯地增長了。當(dāng)使用過氧化氫殺菌時(shí)，提議清洗殺菌環(huán)節(jié)如下：在殺菌之前，膜面或系統(tǒng)其他部件任何形式的沉淀必須用堿性清洗液清除掉，清除掉這些蘊(yùn)藏微生物的沉積物可以提高殺菌消毒效果，堿性清洗之后，再用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水沖洗系統(tǒng)。酸洗膜系統(tǒng)，如用0.1%HCl或0.4%磷酸，從膜表面除鐵，再用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水沖洗系統(tǒng)?？刂茰囟?5oC如下，以0.2%過氧化氫溶液，循環(huán)20分鐘，用HCl調(diào)整pH3～4以獲得最佳的殺菌效果和更長的膜壽命。將膜元件浸泡在殺菌液中2～12小時(shí)，浸泡2小時(shí)可以將90%的細(xì)菌殺死，而12小時(shí)浸泡可以殺死99%的細(xì)菌。用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水沖洗整個(gè)系統(tǒng)。7-7.5 含氯殺菌消毒劑如下的提議合用FT30膜微生物防護(hù)和消毒滅菌，在使用如下各節(jié)所述化學(xué)品時(shí)，請遵照安全操作規(guī)范，有關(guān)化學(xué)品安全、處理和丟棄方面的詳細(xì)問題，請征詢對應(yīng)化學(xué)品供應(yīng)商。膜保留在貯存，運(yùn)送或系統(tǒng)停運(yùn)期間，為了防止微生物的生長，我們提議將FILMTEC膜元件浸泡在保護(hù)液中，原則保護(hù)液含1%(wt)食品級亞硫酸氫鈉，這種保護(hù)液不應(yīng)對膜通量或其他性能產(chǎn)生不利的影響。含氯殺菌劑FILMTEC膜可以承受短期的游離氯(次氯酸)的接觸，不過對它的抵御能力是有限的；膜元件可以在出現(xiàn)短暫性接觸自由氯的系統(tǒng)里仍有良好的運(yùn)行性能體現(xiàn)，大概與1ppm自由氯接觸200～1000小時(shí)之后，會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性的降解。氯的襲擊速率取決于進(jìn)水的多種條件，在堿性pH條件下氯的襲擊速度要高于在中性或酸性的pH條件，在含重金屬(如鐵)的條件下，氯的襲擊速度也會(huì)加緊，由于重金屬能催化這一降解反應(yīng)，因此不提議采用含氯的殺菌消毒劑，此類殺菌劑包括氯胺，氯胺-T和N-氯異氰酸酯(N-chloroisocyanurate)，在低濃度下，F(xiàn)T30膜對此類溫和的含氯藥劑有抵御力，然而，在低濃度范圍內(nèi)，作為消毒劑其殺菌效能很有限，同步，這些化合物也會(huì)緩慢地破壞膜，由于它與少許的余氯存在平衡。假如貯存期不不小于1周，可以有效地使用濃度為500ppm的高純度ClO2作殺菌消毒劑。不過它不能作為更長貯存期使用的有效殺菌劑，在使用現(xiàn)場由氯氣和氯化鈉反應(yīng)就地制備的ClO2中總會(huì)具有余氯，這樣膜元件就會(huì)受到含余氯的ClO2襲擊，氯胺和ClO2可以透過FT30膜片，在產(chǎn)水中殘留少許的殺菌劑。7-7.6 其他殺菌劑容許過氧化氫和過乙酸的最高濃度為0.2%，最高溫度為25oC，否則會(huì)破壞膜，同步還不得存在等重金屬，由于它們會(huì)對膜降解過程起到催化作用。持續(xù)性地讓膜接觸以上的濃度，最終也會(huì)出現(xiàn)膜的損壞，因此，提議間歇性地使用它。甲醛必須在膜元件持續(xù)運(yùn)行至少6小時(shí)之后，才可以使用，否則會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)水量的衰減，通過這一持續(xù)初始運(yùn)行之后，可以使用0.5%～3%的甲醛進(jìn)行系統(tǒng)殺菌及長期停用保護(hù)。但研究表明，甲醛具有致癌傾向，被逐漸限制使用。硫酸銅可以用來控制藻類的滋生，一般硫酸銅持續(xù)投加量為0.1～0.5ppm，同步pH必須足夠地低，以防止氫氧化銅的沉淀。碘、四價(jià)殺菌劑和酚類化合物會(huì)引起膜通量的下降，不能作為殺菌消毒劑。7-8 特定污染物的清洗7-8.1 清洗硫酸鹽垢下列清洗程序是專門針對硫酸鹽垢污染的系統(tǒng)，硫酸鹽垢的污染是非常難以清洗的一類膜污染物，假如硫酸鹽類垢不能在初期發(fā)現(xiàn)，膜系統(tǒng)性能可以清洗恢復(fù)的也許性極低，最有也許是將出現(xiàn)產(chǎn)水量的下降并難以恢復(fù)。對產(chǎn)生硫酸鹽垢一周以上時(shí)，試圖用清洗的措施恢復(fù)系統(tǒng)性能往往是不經(jīng)濟(jì)的，而更換元件也許是更好的選擇。對于所有清洗過程，其清洗系統(tǒng)配置、pH和溫度范圍及提議清洗流量值完全相似，提議參照通用清洗導(dǎo)則的規(guī)定。清洗環(huán)節(jié)采用七個(gè)環(huán)節(jié)清洗硫酸鹽垢污染的膜元件：按表7-6配制清洗液：表7-6 硫酸鹽垢清洗液清洗液清洗液構(gòu)成優(yōu)選0.1%(wt)NaOH1.0%(wt)Na4-EDTApH12，最高溫度30oC1(wt)表達(dá)有效成分的重量百分含量；2按次序清洗化學(xué)品符號為：NaOH表達(dá)氫氧化鈉；Na4-EDTA表達(dá)乙二胺四乙酸四鈉，陶氏化學(xué)產(chǎn)品商標(biāo)為VERSENE100和220。3為了硫酸鹽結(jié)垢的有效清洗，應(yīng)盡早抓住和處剪發(fā)生硫酸鹽結(jié)垢的條件。由于硫酸鹽的溶解度會(huì)隨溶液含鹽量的增長而增長，在NaOH和Na4-EDTA的清洗溶液中加入NaCl也許對清洗有所協(xié)助。硫酸鹽結(jié)垢一周以上，清洗硫酸鹽結(jié)垢的成功也許性值得懷疑。低流量輸入清洗液。當(dāng)清洗水泵混合清洗液，清洗液預(yù)熱以及用清洗液置換元件內(nèi)的原水時(shí)，應(yīng)按表7-1所列流量值的二分之一即按低流量和低壓力操作條件進(jìn)行，所需的壓力僅需到達(dá)足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可。壓力必須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓可以最大程度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視狀況而定，應(yīng)排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。循環(huán)。當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)清洗液，可以讓清洗液循環(huán)返回清洗液水箱。循環(huán)清洗液約30分鐘。浸泡。停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時(shí)間1～15小時(shí)(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(約為表7-1所示流量的10%)，浸泡時(shí)間隨污染嚴(yán)重程度而定。高流量水泵循環(huán)。按表7-1所列的流量循環(huán)30分鐘。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。假如污染嚴(yán)重，請采用高于表7-1所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將產(chǎn)生過高壓降的問題，單元件最大容許的壓降為1bar(15psi)，對多元件壓力容器最大容許壓降為3.5bar(50psi)，以先超過為限。沖洗。經(jīng)預(yù)處理的合格預(yù)處理出水可以用于沖洗清洗液，除非存在腐蝕問題(如靜止的海水將會(huì)腐蝕不銹鋼管道)。為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20oC，系統(tǒng)沖洗時(shí)間約1小時(shí)。重新啟動(dòng)系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動(dòng)后的運(yùn)行參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間取決于原先污染的程度。為了獲得最佳的性能，有時(shí)需要多次的清洗和浸泡環(huán)節(jié)。不過對硫酸鹽結(jié)垢而言，估計(jì)會(huì)有永久性的通量損失。7-8.2 清洗碳酸鹽垢下列清洗程序是專門針對存在碳酸鹽垢沉淀膜系統(tǒng)的清洗，對于所有清洗過程，其清洗系統(tǒng)配置、pH和溫度范圍及提議清洗流量值完全相似，提議參照通用清洗導(dǎo)則的規(guī)定。清洗環(huán)節(jié)采用七個(gè)環(huán)節(jié)清洗存在碳酸鹽垢沉淀的膜元件：按表7-7配制清洗液：表7-7 碳酸鹽垢清洗液清洗液清洗液構(gòu)成優(yōu)選0.2%(wt)HClpH2，最高溫度45oC可選2.0%(wt)檸檬酸可選1.0%(wt)Na2S2O4可選0.5%(wt)H3PO41(wt)表達(dá)有效成分的重量百分含量；2按次序清洗化學(xué)品符號為：HCl表達(dá)鹽酸；Na2S2O4表達(dá)連二亞硫酸鈉(亞硫酸氫鈉)；H3PO4表達(dá)磷酸。低流量輸入清洗液。當(dāng)清洗水泵混合清洗液，清洗液預(yù)熱以及用清洗液置換元件內(nèi)的原水時(shí)，應(yīng)按表7-1所列流量值的二分之一即按低流量和低壓力操作條件進(jìn)行，所需的壓力僅需到達(dá)足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可。壓力必須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓可以最大程度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視狀況而定，應(yīng)排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。循環(huán)。當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)清洗液，可以讓清洗液循環(huán)返回清洗液水箱。循環(huán)清洗液10分鐘或直到顏色不變?yōu)橹埂＜偃缛魏窝h(huán)過程中存在pH的變化和清洗液顏色的變化，放掉清洗液重新按環(huán)節(jié)1)配置新的清洗液，在清洗過程中應(yīng)保持pH2以便實(shí)既有效的清洗。浸泡。停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時(shí)間1～15小時(shí)(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(約為表7-1所示流量的10%)，浸泡時(shí)間隨污染嚴(yán)重程度而定，對輕度污染，浸泡1～2小時(shí)足夠。高流量水泵循環(huán)。按表7-1所列的流量循環(huán)10分鐘。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。假如污染嚴(yán)重，請采用高于表7-1所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將產(chǎn)生過高壓降的問題，單元件最大容許的壓降為1bar(15psi)，對多元件壓力容器最大容許壓降為3.5bar(50psi)，以先超過為限。沖洗。經(jīng)預(yù)處理的合格預(yù)處理出水可以用于沖洗清洗液，除非存在腐蝕問題(如靜止的海水將會(huì)腐蝕不銹鋼管道)。為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20oC，系統(tǒng)沖洗時(shí)間約1小時(shí)。重新啟動(dòng)系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動(dòng)后的運(yùn)行參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間取決于原先污染的程度。為了獲得最佳的性能，有時(shí)需要多次的清洗和浸泡環(huán)節(jié)。附加信息清洗液循環(huán)不得超過20分鐘，由于長時(shí)間的循環(huán)，碳酸鹽將再次沉淀并堵住元件的末端，使得清洗愈加困難，清洗過程中，碳酸鹽垢與鹽酸的反應(yīng)會(huì)釋放二氧化碳。取決于污染的嚴(yán)重程度，或許需要反復(fù)清洗以除去所有的結(jié)垢。清洗嚴(yán)重的結(jié)垢也許并不經(jīng)濟(jì)，而此時(shí)元件更換也許是更好的選擇。以檸檬酸為有效成分的酸性清洗配方本來是為清洗醋酸纖維素類膜元件設(shè)計(jì)的，實(shí)踐證明用于聚酰胺類復(fù)合膜的化學(xué)清洗并不有效，并且清洗費(fèi)昂貴。更為尤其的是，它有成為系統(tǒng)內(nèi)微生物養(yǎng)分的缺陷，引起生物污染。然而其揮發(fā)性低，就操作安全性而言比鹽酸使用以便，由于這一原因，將其列為可選清洗劑。7-8.3 清洗鐵污染下列清洗程序是專門針對存在鐵污染膜系統(tǒng)的清洗，對于所有清洗過程，其清洗系統(tǒng)配置、pH和溫度范圍及提議清洗流量值完全相似，提議參照通用清洗導(dǎo)則的規(guī)定。采用七個(gè)環(huán)節(jié)清洗存在鐵污染的膜元件：按表7-8配制清洗液：表7-8 鐵污染清洗液清洗液清洗液構(gòu)成優(yōu)選1.0%(wt)Na2S2O4pH5，最高溫度30oC可選2.0%(wt)檸檬酸優(yōu)選0.5%(wt)H3PO4可選1.0%(wt)NH2SO3H1(wt)表達(dá)有效成分的重量百分含量；2按次序清洗化學(xué)品符號為：Na2S2O4表達(dá)連二亞硫酸鈉(亞硫酸氫鈉)；H3PO4表達(dá)磷酸；NH2SO3H表達(dá)亞硫酸氨。低流量輸入清洗液。當(dāng)清洗水泵混合清洗液，清洗液預(yù)熱以及用清洗液置換元件內(nèi)的原水時(shí)，應(yīng)按表7-1所列流量值的二分之一即按低流量和低壓力操作條件進(jìn)行，所需的壓力僅需到達(dá)足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可。壓力必須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓可以最大程度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視狀況而定，應(yīng)排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。循環(huán)。當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)清洗液，可以讓清洗液循環(huán)返回清洗液水箱。循環(huán)清洗液15鐘或直到顏色不變?yōu)橹埂＜偃缛魏窝h(huán)過程中存在pH的變化和清洗液顏色的變化，放掉清洗液重新按環(huán)節(jié)1)配置新的清洗液。浸泡。停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時(shí)間1～15小時(shí)(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(約為表7-1所示流量的10%)，浸泡時(shí)間隨污染嚴(yán)重程度而定，對輕度污染，浸泡1～2小時(shí)足夠。高流量水泵循環(huán)。按表7-1所列的流量循環(huán)45分鐘。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。假如污染嚴(yán)重，請采用高于表7-1所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將產(chǎn)生過高壓降的問題，單元件最大容許的壓降為1bar(15psi)，對多元件壓力容器最大容許壓降為3.5bar(50psi)，以先超過為限。沖洗。經(jīng)預(yù)處理的合格預(yù)處理出水可以用于沖洗清洗液，除非存在腐蝕問題(如靜止的海水將會(huì)腐蝕不銹鋼管道)。為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20oC，系統(tǒng)沖洗時(shí)間約1小時(shí)。重新啟動(dòng)系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動(dòng)后的運(yùn)行參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間取決于原先污染的程度。為了獲得最佳的性能，有時(shí)需要多次的清洗和浸泡環(huán)節(jié)。附加信息連二亞硫酸鈉具有非常刺激性的氣味，清洗間必須通風(fēng)良好，必須遵照所有的安全操作規(guī)定和程序。接觸時(shí)間是成功到達(dá)清洗目的關(guān)鍵所在。有時(shí)清洗液會(huì)變成諸多不一樣的顏色，對此類清洗，黑色、棕色、黃色均屬正常。任何時(shí)候，清洗液顏色發(fā)生變化時(shí)，該清洗液應(yīng)排放掉，并配置新的清洗液，浸泡的時(shí)間長短和次數(shù)取決于污染的嚴(yán)重性。以檸檬酸為有效成分的酸性清洗配方本來是為清洗醋酸纖維素類膜元件設(shè)計(jì)的，實(shí)踐證明用于聚酰胺類復(fù)合膜的化學(xué)清洗并不有效，并且清洗費(fèi)昂貴。更為尤其的是，它有成為系統(tǒng)內(nèi)微生物養(yǎng)分的缺陷，引起生物污染。然而其揮發(fā)性低，就操作安全性而言比連二亞硫酸鈉(亞硫酸氫鈉)使用以便，由于這一原因，將其列為可選清洗劑。7-8.4 清洗有機(jī)物污染下列清洗程序是專門針對存在有機(jī)物如腐植酸和富里酸、阻垢劑或油等污染膜系統(tǒng)的清洗，對于所有清洗過程，其清洗系統(tǒng)配置、pH和溫度范圍及提議清洗流量值完全相似，提議參照通用清洗導(dǎo)則的規(guī)定。采用六個(gè)環(huán)節(jié)清洗存在有機(jī)物污染的膜元件，但這六個(gè)清洗環(huán)節(jié)需要反復(fù)進(jìn)行，一次為高pH清洗液，另一次為低pH清洗液：按表7-9配制清洗液：表7-9