反滲透系統(tǒng)膜元件清洗技術(shù)規(guī)范

1反滲透系統(tǒng)膜元件清洗技術(shù)規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了反滲透系統(tǒng)膜元件清洗過程中的技術(shù)要求、清洗前的準(zhǔn)備工作、污染物判斷、系統(tǒng)清洗及清洗效果驗(yàn)收。本標(biāo)準(zhǔn)適用于反滲透膜系統(tǒng)的膜元件清洗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB8978污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB/T12145火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量GB/T19249反滲透水處理設(shè)備DL/T588水質(zhì)污染指數(shù)測定方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。用特定的高分子材料制成的，具有選擇性半透性能力的薄膜。它能夠在外加壓力作用下，使水溶液中的水和某些組分選擇性透過，從而達(dá)到純化或濃縮、分離的目的。反滲透膜元件reverseosmosismembraneelement反滲透膜構(gòu)成的基本使用單元。反滲透膜組件reverseosmosiselement將一只或數(shù)只反滲透膜元件按一定技術(shù)要求串聯(lián)，與單只反滲透膜殼組裝而成的組合構(gòu)件。反滲透裝置reverseosmosisunit將反滲透膜組件用管道按照一定排列方式組合、連接而成的組合式水處理單元。反滲透系統(tǒng)reverseosmosissystem利用反滲透膜對符合條件的水進(jìn)行處理的工藝總稱，它由保安過濾器、反滲透裝置、化學(xué)清洗裝置、加藥裝置等工藝單元組成。在反滲透裝置中，反滲透膜組件按濃水的流程串接的階數(shù)。某段的進(jìn)水與出水(濃水)之間的壓力差。2系統(tǒng)的總進(jìn)水與出水(終端濃水)之間的壓力差。反滲透裝置及膜元件除鹽效率的數(shù)值。反滲透裝置對原水利用效率的數(shù)值。經(jīng)過反滲透裝置處理后所得的水。經(jīng)過反滲透裝置處理后所得的含鹽量被濃縮的水。單位時(shí)間內(nèi)單位反滲透膜面積上透過的水量。污染指數(shù)silt&densityindex用于評(píng)價(jià)水中雜質(zhì)對反滲透膜污染能力的一種參數(shù)，一般采用15min測定法。預(yù)處理系統(tǒng)waterpretreatmentsystem將原水處理成符合反滲透裝置對進(jìn)水水質(zhì)要求的工藝總稱，它由絮凝、沉淀、介質(zhì)過濾、活性炭吸化學(xué)清洗劑chemicalcleaningagent投加在反滲透系統(tǒng)化學(xué)清洗中為清除膜表面污垢的化學(xué)藥品。在線化學(xué)清洗cleaninginplace,CIP利用固定配置的清洗裝置，采用一定配比的化學(xué)藥品溶液對反滲透裝置內(nèi)的膜元件進(jìn)行的化學(xué)清洗過程。離線化學(xué)清洗cleaningoffline從反滲透裝置內(nèi)取出膜元件，用獨(dú)立的清洗裝置對膜元件進(jìn)行的化學(xué)清洗過程。利用固定配置的清洗裝置，按段分別對反滲透裝置內(nèi)的膜元件進(jìn)行的化學(xué)清洗過程。經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)處理后所得的水。采用低壓大流量的水沖洗膜元件的過程，以沖洗掉附著在膜表面的污染物或堆積物，或置換膜裝置內(nèi)的清洗廢液或積水。34總則4.1反滲透系統(tǒng)膜元件的化學(xué)清洗，是除去膜表面污垢、恢復(fù)膜元件性能的必要措施。4.2由專業(yè)技術(shù)人員制定清洗方案和措施，并有完備的審核、審批手續(xù)。清洗過程中進(jìn)行必要的監(jiān)督：4.3負(fù)責(zé)清洗單位按附錄A對參加清洗人員進(jìn)行技術(shù)和安全教育培訓(xùn)，使其熟悉清洗系統(tǒng)、清洗方案和措施，掌握安全作業(yè)程序。清洗作業(yè)人員在清洗過程中嚴(yán)格遵守清洗方案和安全措施，確保人身、設(shè)4.4系統(tǒng)化學(xué)清洗的確定當(dāng)反滲透膜表面受到無機(jī)鹽垢、金屬氧化物、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機(jī)物污堵時(shí)，會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量和脫鹽率(按GB/T19249計(jì)算)下降、段間壓差增加。出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，并判定是化學(xué)污染造成的，對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗：——運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，系統(tǒng)產(chǎn)水量比初始值下降15%以上；——運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，脫鹽率比初始值下降10%以上；——運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，段間壓差比初始值增加15%以上。4.5清洗方式4.5.1在線化學(xué)清洗在線化學(xué)清洗分為不分段清洗和分段清洗。4.5.1.1不分段清洗可以對系統(tǒng)所有段同時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗。在設(shè)定的循環(huán)清洗流量能夠確保清洗效果，且第一段和最后一段流速均符合膜元件生產(chǎn)商規(guī)定的流速范圍內(nèi)，可采用不分段清洗。4.5.1.2分段清洗對于高流速循環(huán)清洗才能確保清洗效果時(shí)，應(yīng)對系統(tǒng)的各段分別進(jìn)行化學(xué)清洗，以保證各段循環(huán)流速不超過膜元件生產(chǎn)商規(guī)定值。4.5.2離線化學(xué)清洗當(dāng)膜元件污垢嚴(yán)重，在線清洗效果不好時(shí)，應(yīng)采用離線化學(xué)清洗。5技術(shù)要求5.1在制定清洗方案及現(xiàn)場清洗措施時(shí)，除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)符合與設(shè)備相關(guān)的技術(shù)條件或規(guī)范。5.2清洗前應(yīng)拆除或隔離易受清洗液損害的部件和其他配件。5.3清洗效果的驗(yàn)收按8.1～8.3的規(guī)定執(zhí)行。5.4清洗廢液應(yīng)經(jīng)過處理，符合GB8978的規(guī)定后才能排放。6清洗前的準(zhǔn)備工作6.1清洗參數(shù)的選擇清洗藥劑、流速、溫度、壓力等參數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)污垢種類、反滲驗(yàn)確定。選擇的清洗藥劑在保證清洗效果的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保要求等因素。6.2判定反滲透系統(tǒng)性能下降的原因通過對系統(tǒng)的全面調(diào)查，分析判斷反滲透裝置性能下降的原因。是污垢導(dǎo)致的，可進(jìn)行化學(xué)清洗最大限度地恢復(fù)膜的性能；因機(jī)械損傷或其他原因造成的，則不能通過化學(xué)清洗來恢復(fù)系統(tǒng)性能。6.2.1系統(tǒng)調(diào)查除全面了解原水水質(zhì)全分析報(bào)告、水處理系統(tǒng)工藝流程、反滲透裝置設(shè)計(jì)參數(shù)、反滲透系統(tǒng)具體運(yùn)行參數(shù)、系統(tǒng)材質(zhì)(參見附錄B、附錄C)外，還應(yīng)考查下列情況：4a)RO膜元件設(shè)計(jì)數(shù)量、排列是否合理；b)根據(jù)水質(zhì)分析系統(tǒng)污染趨勢，生物污染、鹽垢類污染或是膠體污染等，經(jīng)過分析原水水質(zhì)報(bào)告，能預(yù)測發(fā)生污垢的可能性；c)檢查前幾次的清洗過程及清洗效果；d)分析SDI(按DL/T588)及微孔濾膜膜面上所截留的污物e)打開膜端板，觀察一段進(jìn)水側(cè)第一只和二段出水側(cè)最后一只膜元件顏色和重量的變化，推斷污染程度；g)根據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)再生頻率、去除效果判定原水清潔狀態(tài)及膜元件被污染趨勢h)根據(jù)保安過濾器濾芯污染物判斷可能污染物；i)判斷系統(tǒng)選材是否合適，有無金屬腐蝕產(chǎn)物帶入水源；j)通過解剖膜元件進(jìn)行膜面及垢樣分析；k)預(yù)處理藥劑投加系統(tǒng)是否正常，藥劑種類及投加量是否合理；I)系統(tǒng)停機(jī)后的沖洗是否及時(shí)和充分；m)系統(tǒng)運(yùn)行回收率是否在設(shè)計(jì)規(guī)程允許范圍之內(nèi)n)是否存在其他操作不當(dāng)現(xiàn)象；o)確定機(jī)械問題還是化學(xué)污染造成膜元件衰減。6.2.2判定污垢種類通過對反滲透系統(tǒng)運(yùn)行狀況的全面調(diào)查，根據(jù)運(yùn)行參數(shù)變化情況和污垢表象觀察，可根據(jù)表1判別污垢的種類。表1污垢分類和判別污垢分類污垢特征運(yùn)行參數(shù)變化情況顆粒類污染物的沉積進(jìn)水側(cè)可見顆粒污染物第一段產(chǎn)水量降低第一段壓差增加脫鹽率降低水垢(碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等)最后一段濃水側(cè)可見結(jié)垢最后一段壓差迅速增加最后一段膜元件增重最后一段產(chǎn)水量降低脫鹽率降低微生物(細(xì)菌黏泥等)保安過濾器濾芯或膜進(jìn)水側(cè)滑膩有異味第一段膜表面有十分黏稠膠狀沉積物進(jìn)水、濃水或產(chǎn)水水樣中含大量微生物第一段產(chǎn)水量降低第一段壓差增加污染嚴(yán)重時(shí)脫鹽率降低有機(jī)物(聚電解質(zhì)、油脂等)分析SDI濾膜上的截留物分析進(jìn)水中的油和有機(jī)物將污垢研碎加入乙醚后，溶液呈黃綠色第一段產(chǎn)水量降低第一段壓差增加脫鹽率可能升高膠體物污染指數(shù)SDI超標(biāo)分析SDI濾膜上的截留物第一段壓差增加產(chǎn)水量逐漸降低金屬氧化物進(jìn)出水端面為紅棕色系統(tǒng)有金屬腐蝕現(xiàn)象分析進(jìn)水中的鐵、錳、鎳、銅、鋅等含量第一段產(chǎn)水量降低第一段壓差增加脫鹽率降低6.2.3化學(xué)清洗不能恢復(fù)系統(tǒng)性能的情況判定因機(jī)械損傷或其他原因造成的反滲透系統(tǒng)性能下降，有下列情形之一的，則無法通過清洗來恢復(fù)系統(tǒng)性能：5——“O”形圈泄漏導(dǎo)致的脫鹽率下降；——進(jìn)水與濃水壓差過大造成的膜元件機(jī)械損壞(望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象);—結(jié)晶體或金屬顆粒造成的膜表面磨損；——產(chǎn)水背壓造成的復(fù)合膜復(fù)合層間的剝離；——膜元件或產(chǎn)水中心管嚴(yán)重的機(jī)械損傷導(dǎo)致的泄漏；——保安濾器內(nèi)短路導(dǎo)致的膜元件受到物理堵塞；——預(yù)處理介質(zhì)過濾器穿透造成膜元件被細(xì)小粉末污堵；——鹽水密封損壞導(dǎo)致的無規(guī)律的壓降增加。6.3清洗方案制定6.3.1清洗藥劑的選擇應(yīng)根據(jù)污垢的性質(zhì)，有針對性的選擇化學(xué)清洗劑。一般按表2確定清洗劑。表2清洗劑的選擇污垢種類清洗液使用條件碳酸鹽垢0.2%鹽酸溫度≤35℃pH>2清洗效果最好0.5%磷酸溫度≤35℃清洗效果可以2.0%檸檬酸溫度≤35℃用氨水調(diào)節(jié)pH值為3.0清洗效果可以硫酸鹽垢0.1%氫氧化鈉1.0%EDTA四鈉溫度≤30℃pH≤12清洗效果最好0.1%氫氧化鈉0.025%十二烷基苯磺酸鈉溫度≤30℃pH≤12清洗效果可以金屬氧化物1.0%焦亞硫酸鈉清洗效果最好0.5%磷酸溫度≤30℃pH>2清洗效果可以2.0%檸檬酸溫度≤30℃用氨水調(diào)節(jié)pH值為3.0清洗效果可以膠體物0.1%氫氧化鈉0.025%十二烷基苯磺酸鈉溫度≤30℃pH≤12清洗效果最好有機(jī)物0.1%氫氧化鈉0.025%十二烷基苯磺酸鈉0.2%鹽酸溫度≤30℃第一步pH≤12用NaOH和十二烷基苯磺酸鈉作第一步清洗；再用HCl清洗作第二步清洗0.1%氫氧化鈉1.0%EDTA四鈉0.2%鹽酸溫度≤30℃第一步pH≤12EDTA四鈉作第一步清洗；再用HCl清洗作第二步清洗微生物0.1%氫氧化鈉0.025%十二烷基苯磺酸鈉溫度≤30℃pH≤12清洗效果最好0.1%氫氧化鈉溫度≤30℃pH≤12清洗效果可以6.3.2清洗藥劑用量的確定根據(jù)反滲透清洗系統(tǒng)的容積和污垢情況，確定各種清洗藥劑用量。6.3.3清洗方式的確定根據(jù)污垢的污染程度以及反滲透系統(tǒng)構(gòu)造，確定清洗方式。6采取不分段清洗方式時(shí)，計(jì)算各段膜元件的流速或流量，防止第一段的循環(huán)清洗流速過低影響清洗效果；同時(shí)防止最后一段清洗流速過高而損壞膜，以最后一段的最高流速為控制值。下應(yīng)選用高速清洗方式?？梢酝ㄟ^清洗泵分別清洗各段，或針對每段清洗流速的要求設(shè)置不同循環(huán)清洗流量。6.3.4清洗溫度的確定清洗液應(yīng)根據(jù)膜元件生產(chǎn)商規(guī)定的最高溫度控制范圍，或參照表2的要求，確定最佳清洗溫度。6.3.5確定清洗順序清洗時(shí)一般先酸洗后堿洗。當(dāng)生物污垢嚴(yán)重時(shí)，宜先堿洗、再殺菌、最后酸洗。為取得最佳清洗效7.1清洗裝置在線清洗時(shí)將清洗溶液以低壓大流量在膜的高壓側(cè)循環(huán)，此時(shí)膜元件仍裝在壓力容器內(nèi)而且需要用專門的清洗裝置來完成該工作。反滲透系統(tǒng)清洗裝置示意圖見圖1。正常供水1——循環(huán)清洗泵；2——清洗箱；3——保安過濾器；4———段膜元件；5——二段膜元件；6——三段膜元件；7—攪拌機(jī)；8——電加熱器；9——反滲透高壓泵；10——清洗液回流總管；11——清洗透過液回流總管；13——一、二、三段(分段清洗)清洗透過液回流管；14——清洗液進(jìn)液總管；16——配置用水進(jìn)水管；17——排放管；19——取樣管；20—-溢流管；21——回流管；22——排氣管； ?——液位計(jì)； 各類閥門；N—止回閥；Y——排水收集。圖1一級(jí)三段卷式膜元件反滲透系統(tǒng)清洗裝置示意圖77.1.1清洗箱7.1.1.1針對膜元件的清洗液pH值范圍可能在2～12之間，因此清洗系統(tǒng)應(yīng)采用耐腐蝕材料建造混合與循環(huán)的清洗箱可以是聚丙烯或玻璃鋼(FRP)等耐酸堿腐蝕材料。7.1.1.2清洗箱應(yīng)設(shè)有可移動(dòng)的蓋子。7.1.1.3清洗箱應(yīng)有加熱裝置和溫度計(jì)，某些情況下需要控制清洗溫度以達(dá)到最佳效果。7.1.1.4清洗箱回水盡量延伸到清洗液位下并且遠(yuǎn)離泵吸入口正上方，以免回流液帶氣泡進(jìn)入循環(huán)7.1.1.5清洗箱的容積應(yīng)能滿足系統(tǒng)清洗容量的要求。7.1.1.6清洗箱的強(qiáng)度滿足安全技術(shù)要求。7.1.2保安過濾器7.1.2.1通常設(shè)計(jì)濾芯為5μm～10μm,用于去除已在清洗過程中沉積出來的污染物。7.1.2.2保安過濾器的設(shè)計(jì)流量應(yīng)滿足系統(tǒng)清洗最大流量的要求。7.1.3清洗泵7.1.3.1清洗泵應(yīng)選用低揚(yáng)程，高流量的耐腐蝕泵。7.1.3.2清洗泵應(yīng)設(shè)置回流或出口閥門以調(diào)節(jié)流量。7.1.3.3清洗壓力一般控制在0.4MPa以下。7.1.4取樣點(diǎn)要安裝取樣閥門以觀察清洗液變化情況，并隨時(shí)對清洗液有關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。應(yīng)分別裝設(shè)清洗液7.1.5產(chǎn)水回路7.1.5.1清洗過程中會(huì)有少量產(chǎn)水(透過液),為保持清洗液濃度穩(wěn)定，應(yīng)將產(chǎn)水送回清洗箱。7.1.5.2在清洗和沖洗階段，產(chǎn)水回路閥門處于常開狀態(tài)，以免因產(chǎn)水背壓損壞膜元件。7.1.6清洗循環(huán)回路7.1.6.1清洗液流動(dòng)方向應(yīng)與正常運(yùn)行時(shí)的方向相同，防止膜元件機(jī)械損壞(望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象)。7.1.6.2分段清洗時(shí)，應(yīng)有防止前段膜元件產(chǎn)生背壓的可靠措施。7.1.6.3分段清洗時(shí)，應(yīng)有防止各循環(huán)回路間短路的措施。7.1.6.4清洗液回流應(yīng)接至清洗箱。分段清洗時(shí)，各段均應(yīng)裝設(shè)清洗液回流管路。7.1.6.5應(yīng)設(shè)置清洗泵至清洗箱的循環(huán)回流管路，并安裝調(diào)節(jié)閥，控制清洗流量。7.1.7監(jiān)測儀表7.1.7.1清洗箱應(yīng)裝具有溫度調(diào)節(jié)裝置的溫度計(jì)。7.1.7.2清洗箱應(yīng)裝液位計(jì)，并宜裝設(shè)低液位控制器。7.1.7.3保安過濾器出口應(yīng)裝設(shè)流量計(jì)。7.1.7.4保安過濾器進(jìn)口、出口應(yīng)裝設(shè)壓力表。7.1.8混合器或攪拌用于化學(xué)藥劑在清洗箱的溶解和混勻，應(yīng)設(shè)置一個(gè)清洗泵至清洗箱的循環(huán)回流管路或加攪拌裝置。7.2清洗步驟7.2.1低壓沖洗根據(jù)制定的清洗方式，將反滲透裝置切換到清洗狀態(tài)，用產(chǎn)水(符合GB/T12145相關(guān)要求)低壓(0.3MPa～0.35MPa)沖洗反滲透和清洗裝置，待確認(rèn)沖洗干凈，排空裝置內(nèi)的充水。7.2.2嚴(yán)密性試驗(yàn)調(diào)整好閥門到清洗狀態(tài)，以產(chǎn)水進(jìn)行循環(huán)試漏，確定管路暢通無漏點(diǎn)，閥門位置正確后開始轉(zhuǎn)人正87.2.5置換系統(tǒng)內(nèi)原水7.2.8高流速循環(huán)清洗用預(yù)處理凈化水或反滲透產(chǎn)水低壓沖洗反滲透系統(tǒng)，直至排出液為中性。7.2.10清洗時(shí)注意事項(xiàng)8清洗效果驗(yàn)收9表3反滲透裝置清洗前后運(yùn)行參數(shù)表初始值清洗前清洗后進(jìn)水壓力/MPa一段壓差/MPa二段壓差/MPa進(jìn)水量/(m3/h)產(chǎn)水量/(m3/h)進(jìn)水電導(dǎo)率/(μS/cm)產(chǎn)水電導(dǎo)率/(μS/cm)脫鹽率/%水溫/℃注1:初始值是指系統(tǒng)開機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行前10天的平均值。注2:清洗后進(jìn)水壓力不高于初始運(yùn)行壓力的10%,或不高于清洗前的進(jìn)水壓力，注3:清洗后各段運(yùn)行壓差不高于初始運(yùn)行壓差的20%,或各段運(yùn)行壓差較清洗前下降5%以上注4:清洗后產(chǎn)水流量不低于初始運(yùn)行產(chǎn)水流量的10%,或產(chǎn)水流量上升5%以上且不高于設(shè)計(jì)值。注5:清洗后系統(tǒng)脫鹽率不能低于清洗前系統(tǒng)脫鹽率，膜清洗操作規(guī)程A.6清洗中遇到用電、動(dòng)火等情況應(yīng)按要求辦理有關(guān)手續(xù).水質(zhì)分析調(diào)查表單位名稱分析日期取樣日期水樣名稱取樣人姓名分析項(xiàng)目RO進(jìn)水/(mg/L)分析項(xiàng)目RO進(jìn)水/(mg/L)顏色總硬度碳酸鹽硬度非碳酸鹽硬度負(fù)硬度NH?+酚酞堿度總堿度HCO?耗氧量CO?2-游離二氧化碳懸浮物溶解固形物電導(dǎo)率/(μS/cm)PO?3-NO?NO?備注分析審核單位名稱：系統(tǒng)名稱：取樣設(shè)備位號(hào)：取樣部位：樣品名稱：報(bào)告日期：取樣日期：分析者：外觀550℃灼燒失重/%Fe?O?/%P?O?/%CaO/%MgO/%ZnO/%SiO?/%Al?O?/%CuO/%SrSO?/%BaSO?/%合計(jì)清洗前膜照片清洗后膜照片(資料性附錄)反滲透系統(tǒng)調(diào)查表格工程概況：運(yùn)行概況：水溫/℃:產(chǎn)水壓力/MPa:進(jìn)水量/(m3/h):進(jìn)水水質(zhì)/(μS/cm):產(chǎn)水量/(m3/h):產(chǎn)水水質(zhì)/(μS/cm):濃水量/(m3/h):