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  • 反渗透(纳滤)装置的清洗
    发表时间:2022-03-15     阅读次数:     字体:【

    反渗透系统在长期运行中,受温度、压力、pH值、进水水质等因素的影响。膜表面会逐渐积累各种污染物,如胶体、微生物、无机物垢、金属氧化物等。这些物质沉积在膜表面上,会引起反渗透装置性能的下降。为了恢复膜的性能,需对膜进行化学清洗和消毒。

    一、清洗的判断标准

    反渗透系统运行过程中,必须密切注意系统的脱盐率、浓水量、透过水量以及膜组件给水侧进出口压差的变化,尽早发现问题,并根据原水分析报告预测可能发生的污染,调整预处理方法和变更操作条件。为了准确的判断系统的清洗时机,应依据膜元件生产商提供的系统设计或标准化软件对运行数据进行标准化计算,并和系统初始稳定运行时的数据对比,当出现下列情形之一时需对反渗透系统(或膜元件)进行清洗:

    ① 运行数据标准化后,盐透过率比初始值增加10%以上;

    ② 运行数据标准化后,系统产水比初始值下降15%以上;

    ③ 运行数据标准化后,压力容器压差比初始值超过15%以上;

    ④ 作为日常维护,一般在正常运行3~6个月后;

    ⑤ 需长期停用,在用保护液进行保护前。

    二、清洗的方式

    清洗的方式大致可分为:物理清洗(冲洗)、化学清洗(药品清洗)和离线清洗(将膜元件取出清洗)三种方式。

    物理清洗(冲洗)

    不改变污染物的性质,采用低压大流量水流冲洗出膜元件中的污染物,恢复膜元件的性能。物理冲洗最好在每次开机和关机时进行,这对于及时清除膜的污染物效果显著。

    冲洗的流速:装置运行时,颗粒污染物逐渐堆积在膜的表面。如果冲洗时的流速和制水时的流速相等或略低,则很难把污染物从膜元件中冲出来。因此,冲洗时要使用比正常运行时更高的流速。通常单支压力容器内的冲洗流量(流量=流速×截面积)为:

    8 英寸膜元件:7.2~12 m3/h;

    4 英寸膜元件:1.8~2.5 m3/h。

    冲洗的压力:系统在正常高压运行时,污染物被压向膜表面造成污染。所以在冲洗时,如果采用同样的高压,污染物仍会被压在膜表面上,清洗的效果不会理想。因此在冲洗时,应尽可能的通过低压、高流速的方式,增加水平方向的剪切力,把污染物冲出膜元件。冲洗压力通常控制在0.3 Mpa以下。

    冲洗的频率:条件允许的情况下,建议经常对系统进行冲洗。增加冲洗的次数比进行一次化学清洗更有效果。一般冲洗的频度率推荐以一天1~2次为好。根据具体的情况,用户可以自行控制冲洗的频率。

    冲洗的步骤:

    ① 停止反渗透系统的运行。缓慢地降低操作压力并停止装置。如果快速停止装置,压力会急速下降,这可能会对管道、压力容器以及膜元件造成损坏。

    ② 开关相关阀门:顺序为全开浓缩水阀门——关闭进水阀门——全开产水阀门(如果运行时产水阀门没有全开的情况)。如果错误的关闭产水阀门,压力容器中的后半部的膜元件可能发生产水背压,造成膜元件破损。

    调节相关阀门完成冲洗作业:启动低压冲洗泵;在缓慢打开进水泵的同时,查看浓缩水流量计的流量;调节进水阀门,调节流量和压力达到标准值;1015 分钟后慢慢地关闭进水阀门,停止进水泵。

    ④ 恢复正常运行。按日常启动程序启动系统。

    2.化学清洗(在线)

    化学清洗是当反渗透系统运行一段时间后根据反渗透膜的污染情况选择适合的化学清洗药剂通过化学清洗装置对整个系统进行在线清洗,恢复膜元件的性能。

    化学清洗一般是在系统运行一段时间(至少三个月)后才能进行,对于多种污染物同时存在时,通常需要多种药剂结合清洗才能达到良好的清洗效果。

    在线化学清洗设备:在线清洗是膜元件保留在压力容器中进行的,通过系统专用管道(小型设备也常用本身设备的管道)对系统进行清洗,清洗流程图如下图所示。


    在线清洗设备组成:一般包含清洗水箱,过滤器、清洗泵、压力表、温度计、压力表、阀门、取样点以及管线。

    清洗水箱:

    清洗箱容积要保证满足连接软管、管路和反渗透压力容器内置换用水水量的要求。化学清洗常使用酸性和碱性的化学药剂,因此清洗设备材质需要选择耐腐蚀材料,如聚丙烯、玻璃钢等。

    清洗泵:

    清洗泵通常是316L不锈钢离心泵或氟塑料泵。清洗泵的扬程应考虑保安过滤器的压降、管道的阻力损失等,一般清洗压力为0.3~0.5Mpa。

    膜厂商对不同规格的膜组件的清洗流量有一定的范围。

    如8″膜元件的清洗流量为6.8~9.1m3/h,如压力容器并联4根,清洗泵流量为6.8~9.1m3/h×4=27.2~36.4m3/h

    清洗过滤器:

    该过滤器用以除去清洗下来的沉淀物,大小同清洗流量而定。材质多选用不锈钢或UPVC塑料的。

    化学清洗步骤:

    ① 冲洗膜元件:如前所述采用物理冲洗的方法用反渗透产水或离子交换水进行几分钟冲洗。

    ② 配置药品。保证药品完全溶解。

    ③ 循环清洗:循环运行开始5分钟,按设定流量1/3的量进行循环;循环 5~10 分钟间,按设定流量2/3的循环流量循环;10分钟后按流量要求循环。

    循环的时间要根据具体情况决定。一般以1小时为准。这期间要随时检测pH值是否变化;压力应该尽量保持较低的水平,尽可能的没有产水出现;同时监测压差是否有变化。

    ④ 浸泡及再循环。缓慢关闭反渗透膜元件入口的阀门,循环量接近零时,关闭循环泵。为了防止液体流出压力容器,浸泡时可以关闭相关的阀门。浸泡的时间根据污染的程度决定。一般在 1~12 小时范围。浸泡后打开相关阀门再进行循环。

    ⑤ 冲洗。用反渗透产水或离子交换水冲洗膜元件和清洗装置中的药液。这时系统从循环状态替换到排放状态。用供给水冲洗膜系统。冲洗的时间大约为 20~60 分钟。可以通过测定排水的pH 值和电导率来判断冲洗是否彻底,pH值和电导率的数值和进水的数值相近,并不再发生变化时就可以停止冲洗。

    ⑥ 试运行。正常启动系统,初期产水要排放掉,直至产水的水质达到要求为止。为了得到稳定的反渗透产水水质,恢复的时间有时要几小时到几天时间。尤其采用碱性溶液清洗(高pH值)后,水质恢复需要较长的时间。

    3.离线清洗

    离线清洗是指从大系统中取出一支膜元件,用特定的清洗装置进行化学清洗。离线清洗主要有三个优点:

    对系统中出现问题的膜元件进行有针对性的检测;

    对大系统进行清洗前,检验单支膜元件的清洗效果试验;

    用于小系统清洗,单支膜的清洗方式可以增加清洗的效果。

    单支膜元件的清洗系统如下图所示:


     
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