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    反渗透设备(纳滤)装置的洗涤

    发布时间:2018-06-22

    反渗透设备系统在长期运行中,受温度、压力、pH值、进水水质等因素的影响。反渗透设备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,会引起反渗透设备装置性能的下降。为了恢复膜的性能,需对反渗透膜进行化学洗涤和消毒。

    一、洗涤的判断标准

    反渗透设备系统运行过程中,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,调整水处理设备。为了准确的判断系统的洗涤时机,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。

    出现下列情形之一时需对反渗透设备系统(或膜元件)进行洗涤

    1、电导率增加10%;

    2、系统产水量下降15%;

    3、压力容器压差超过15%

    4、日常维护,一般在正常运行36个月后;

    5、需长期停用,在用保护液进行保护前。

    二、洗涤的方式

    洗涤的方式大致可分为:物理洗涤(冲洗)、化学洗涤(药品洗涤)和离线洗涤(将膜元件取出洗涤)三种方式。

    1. 物理洗涤(冲洗)

    不改变污染物的性质,采用低压大流量水流冲洗出水处理设备膜元件中的污染物,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:7.212 m3/h

    4 英寸膜元件:1.82.5 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,洗涤的效果不会理想。因此在冲洗时,应通过低压、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洗涤更有效果。一般冲洗的频度率以一天12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、停止反渗透设备水处理系统的运行。缓慢地降低操作压力并停止装置。

    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)。

    3、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。

    注意事项:

    1、进水水泵需要满足正常运行时的进水流量,同时必须考虑满足冲洗流量的要求。

    2、浓缩水管路和阀门的选择也要考虑冲洗时的大流量。制水时,因为回收率高,浓缩水流量相对很小。冲洗作业时,要求低压高流量,几乎所有的进水都从浓水管路排除,所以设计浓水管路和阀门时不仅要考虑造水时的流量也要考虑符合冲洗时的流量需要。

    3、选定流量计时要考虑到可以读取冲洗时的最大流量。

    4、对于多段反渗透设备系统,为了能够更有效的冲洗膜元件,系统的设计有必要按可以分段冲洗进行设计。这样的系统具有以下优点:如果进行全段冲洗,前段的冲洗水和污染物会一起流入后一段中,容易造成后段的堵塞。段数的增加同时也意味着冲洗水流经的膜元件数量增加。为了能够达到流量要求,需要加大进水压力。由可能会超过冲洗压力的允许值,导致膜表面的压力升高,降低冲洗的效果。进行第一段冲洗时,全开第一段冲洗浓水排水管路的阀门,关闭第一段浓水和第二段进水间阀门、第二段和第三段的进水冲洗阀门。进行第二段冲洗时,全开第二段冲洗浓水排水管路的阀门,关闭第一段,第三段的进水冲洗阀门,关闭第一段浓水和第二段进水间阀门,关闭第二段浓水和第三段进水间阀门。进行第三段冲洗时,全开第三段冲洗浓水排水管路的阀门,关闭第一段,第三段的进水冲洗阀门,关闭第二段浓水和第三段进水间阀门。

    2、化学洗涤(在线)

    化学洗涤是当反渗透设备系统运行一段时间后根据反渗透设备膜的污染情况选择适合的化学洗涤药剂通过化学洗涤装置对整个系统进行在线洗涤,恢复膜元件的性能。

    化学洗涤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洗涤才能达到良好的洗涤效果。

    化学洗涤药剂的选择:

    维用公司化学洗涤剂的选择推荐

    污染物

    首选化学洗涤

    洗涤条件

    备选化学洗涤

    无机盐垢(如钙垢)

    维用水处理20溶液

    pH值:12

    温度<35℃

    维用水处理10

    (最好浸泡过液

    金属氧化物(如铁、铝等)

    维用水处理10溶液

    维用水处理30溶液

    温度<35℃

    维用水处理40

    不溶于酸的CaF2BaSO4

    SrSO4CaSO4

    维用水处理20溶液

    维用水处理30溶液

    温度<35℃

    维用水处理40

    无机胶体(如淤泥)

    维用水处理30溶液

    维用水处理40溶液

    pH: 1112

    温度 < 30℃

     

    硅垢

    维用水处理30溶液

    维用水处理40溶液

    pH: 1112

    温度 < 30℃

    维用水处理30溶液+维用水处理40溶液

    微生物

    维用水处理30溶液

    维用水处理40溶液

    pH: 1112

    温度 < 30℃

    维用水处理30溶液+维用水处理40溶液

    有机物

    维用水处理30溶液

    维用水处理40溶液通常做为第一步洗涤

    pH: 1112

    温度 < 30℃

    维用水处理20溶液通常做为第二步洗涤

    在线化学洗涤设备:在线洗涤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)对系统进行洗涤。

    线洗涤设备组成:一般包含洗涤水箱,过滤器、洗涤泵、压力表、温度计、压力表、阀门、取样点以及管线。

    洗涤水箱:

    洗涤箱容积要保证满足连接软管、管路和反渗透设备压力容器内置换用水水量的要求。化学洗涤常使用酸性和碱性的化学药剂,因此洗涤设备材质需要选择耐腐蚀材料,如聚丙烯、等。

    洗涤泵:

    洗涤泵通常是316L不锈钢离心泵或氟塑料泵。洗涤泵的扬程应考虑保安过滤器(精密过滤器)的压降、管道的阻力损失等,一般洗涤压力为0.30.5Mpa

    膜厂商对不同规格的膜组件的洗涤流量有一定的范围。

    膜元件的洗涤流量为6m3/h,如压力容器并联4根,洗涤泵流量为6m3/h×4=24m3/h

    洗涤过滤器:

    该过滤器用以除去洗涤下来的沉淀物,大小同洗涤流量而定。材质多选用不锈钢或UPVC塑料的

    化学洗涤步骤:

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

    2、配置药品。

    3、循环洗涤:循环运行开始5分钟,按设定流量1/3的量进行循环;循环 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。缓慢关闭反渗透设备膜元件入口的阀门,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 112 小时范围。浸泡后打开相关阀门再进行循环。

    5、冲洗。用反渗透设备产水或离子交换水冲洗膜元件和洗涤装置中的药液。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 2060 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设备产水水质,恢复的时间有时要几小时到几天时间。尤其采用碱性溶液洗涤(高pH值)后,水质恢复需要较长的时间。

     

    洗涤系统规格和注意事项

    化学洗涤系统规格和注意事项

    设备及工具

    规格及注意事项

    洗涤水箱

    ①FRP或聚乙烯;药剂容易添加的高度,保证添加口的宽度,容易混合;药品液的出口尽可能的设计在洗涤箱的底部;设有液位计;洗涤液体积刻度。

    循环洗涤

    离心泵;②SUS316以上材质;循环泵的出口设有排气口,兼为取样口;循环泵的压力为0.5 Mpa

    保安过滤器

    除去化学洗涤中产生的5微米以上的粒子。

    流量计

    测定洗涤流量

    压力表

    测定RO进水压力;范围00.6Mpa

    温度计

    测定水的温度

    阀门

    调节冲水流量;球阀。

    取样

    设置在供给水和浓水管路,测定PH值、TDS或电导率。

    配管

    软管;聚氯乙烯(PVC

    提携式计量器

    ①pH计;②TDS计(或电导仪)

    称量药品(粉末状)

    量筒

    称量药品体积(液体药品)

    取样瓶

    取样用

     

    离线洗涤是指从大系统中取出一支膜元件,用特定的洗涤装置进行化学洗涤。离线洗涤主要有三个优点:

    对系统中出现问题的膜元件进行有针对性的检测;

    对大系统进行洗涤前,检验单支膜元件的洗涤效果试验;

    用于小系统洗涤,单支膜的洗涤方式可以增加洗涤的效果。

     

    洗涤系统计算

    计算反渗透设备膜元件、保安过滤器以及管路的体积,估算所需洗涤液的体积,保证洗涤液量。

    反渗透设备膜元件洗涤时所需洗涤液的体积的计算法如下

    ----考虑用于洗涤溶液制备的系统容积(管道系统,高压容器等)

    ----有用容积Vn=A – B – C

    其中:

    A=每个元件的洗涤溶液质量、时间、元件的数目。

    每支8英寸膜元件4060升,每个4英寸元件1015升,根据污垢的程度:

    1=轻微的污垢1040升, 2=中等污垢1250升,3=深度的污垢1560升。

    B=系统容量(洗涤系统管道系统,高压容器和管道集气管的容积)

    C=元件中将同时进行洗涤的水的容积(8″元件104″元件2.5

    洗涤水流(=水泵的排水)每支8英寸容器应该大约为6 m3 /h,每支4英寸容器应该大于1.5 6 m3 /h

    确定洗涤系统的尺寸

    项目

    单位

    案例a

    案例b

    案例c

    案例d

    元件尺寸

    英寸

    8

    8

    8

    4

    洗涤压力容器数

    30

    10

    6

    4

    洗涤流速

    /小时

    180

    60

    36

    4.5

    每支容器中的膜元件的数量

    6

    6

    4

    1

    所有元件数量

    180

    60

    24

    4

    污染物级别

     

    1

    2

    3

    3

    每支元件的溶液

    40

    50

    60

    10

    洗涤体积A

    7200

    3000

    1440

    60

    洗涤管道的管径

    毫米

    150

    100

    65

    25

    洗涤管道的长度

    13

    100

    60

    20

    集气管的管径

    毫米

    200

    200

    100

    20

    集气管的长度

    10

    0

    4

    3

    管道系统体积B

    2611

    785

    231

    11

    每支元件中水的体积

    10

    10

    10

    2.5

    所有元件中水的总体积C

    1800

    600

    240

    10

    所要求的洗涤压力容器的有用体积:Vn

    2789

    1615

    969

    39

     

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