3.5 RO系统的化学清洗
3.5.1 RO系统化学清洗的条件:
当RO 系列运行中出现下列情况出现时,该系列就应该要清洗膜元件。RO 系列运行中的标准化产水量降低了10%以上;RO 系列进水和浓水之间的标准化压差上升了15%;RO 系列标准化透盐率增加了5%以上。以上的标准比较条件取自系统经过最初48小时运行时的操作性能。
3.5.2清洗安全注意事项
(1)在使用化学药品时,应该配戴面罩,橡胶围裙和橡胶手套,使用任何清洗化学品时,必须遵循获得认可的安全操作规程。关于化学品安全性、使用方法和排放处置方面的细节可咨询该化学品制造商。
(2)准备清洗液时,应确保在进入膜元件循环之前,所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。
(3)清洗化学药品与膜元件循环之后,应采用高品质的不含余氯等氧化剂的水(用膜系统的产水)对膜元件进行冲洗。在恢复到正常操作压力和流量前,必须注意开始要在低流量和压力下冲洗大量的清洗液。此外,在清洗过程中清洗液也会进入产水侧,因此,产水必须排放10分钟以上或直至系统正常启动运行后产水清澈为止。
(4)在清洗液循环期间,清洗液流动方向与正常运行方向必须相同,以防止元件产生“望远镜”现象。
3.5.3清洗方案的制定:
RO 系列清洗方案的制定应通过分析系统运行参数、分析进水水质判断结垢倾向、用使用过的SDI 膜片所收集的污染物做分析、分析5µm 过滤器滤芯上的沉积物、同时随意打开一段入口、末端出口端板,检查并确定污染原因及污染物类型。根据确定的污染原因及污染物类型再选择清洗药品和工艺
3.5.4常用的化学清洗药品及推荐浓度
由于在一级反渗透系统中主要是金属氧化物污堵、膜内有腥臭味且表面粘滑和少许的粘稠物,故采用2.0%的柠檬酸进行酸洗;0.1%的氢氧化钠,0.1%的磷酸三钠,亚硫酸氢钠1%(W )+氢氧化钠进行碱洗。在清洗过程中主要控制pH
值和温度,pH 控制在2~11之间,温度不应超过35℃。
注意:清洗所用的化学药品必须得到膜公司认证。
3.5.5清洗步骤
3.5.5.1清洗前的准备:
备足清洗所用药品;确定清洗系统已连接好并进行了彻底冲洗;清洗用保安过滤器滤芯应清洁无菌,必要时更换新滤芯;清洗水箱的水源、加热热源已准备好;清洗水泵接线正确,并测绝缘合格,处于备用状态;准备好分析取样设备。
3.5.5.2一级RO 系列清洗步骤
3.5.5.2.1冲洗:如反渗透停运时间超过36小时后需进行化学清洗,则按《停运的反渗透冲洗》方法进行冲洗后,排放系统内的水,关闭所有自动、手动阀门。
3.5.5.2.2酸洗
3.5.5.2.2.1配置清洗药液
清洗箱加RO 产水,关闭保安过滤器进口阀,开泵出口循环阀,启动1#清洗泵,使水在药箱内打循环。开启加热蒸汽进气阀,清洗药液加温。打开清洗箱上人孔,缓慢加入200公斤柠檬酸,循环15分钟,使药品充分溶解。缓慢加入氨水,调整药液pH2~4。待药液温度达到350C 时关闭加热蒸汽进气阀。停1#清洗水泵。
3.5.5.2.2.2低流量(200m 3/h)进药
打开清洗保安过滤器进出口阀,反渗透装置清洗进口阀、排气阀,清洗回流管排放阀,适量打开反渗透装置清洗回流阀。启动2#清洗泵,缓慢打开泵出口阀,并以此阀控制清洗水量和保安过滤器出口压力≦0.15MPa 。观察清洗回流排放阀出口有药液流出,且药液接近进口药液颜色时关闭排放阀,使药液回清洗药箱。排气管没有空气时关闭排气阀。当清洗箱液位低于清洗泵入口管以上200mm 时,关闭清洗回流阀,关闭2#清洗泵出口阀,停2#清洗泵。
重复配置清洗药液按步骤3.5.5.2.2.1进行二次配药。启动2#清洗泵,缓慢适度打开清洗泵出口阀、清洗回流阀,并以这两个阀调整清洗流量200m 3/h左右,压力≦0.15MPa ,开始正式循环酸洗。
酸洗过程中注意检测药液温度、pH 、颜色的变化,及时调整并做好记录。直到药液pH 、颜色变化不明显时,调整药液pH 为4,继续循环30分钟。关闭泵出
口阀,停2#清洗泵。
3.5.5.2.2.3置换
打开化学清洗进水、回流管排放阀、装置排气阀、化学清洗箱底部排放阀,排放系统内酸洗药液。打开产品水不合格排放阀、高压泵出口电动阀,高压泵进口手动阀,保安过滤器进口阀,启动冲洗水泵开冲洗进水阀,冲洗化学清洗进水管道,10分钟后关闭化学清洗进口阀,待排气管有水溢出后关闭排气阀,冲洗装置本体,从清洗回流管排放阀处检测pH 与进水接近后关闭此排放阀,冲洗水回化学清洗箱,当水箱高液位处在高位后,启动化学清洗泵,缓慢适量打开泵出口阀,冲洗化学清洗上水系统,在排放口处检测pH 与进水接近后,关闭冲洗进口阀,停冲洗水泵,关闭清洗泵出口阀,停清洗水泵。
3.5.5.2.3碱洗
3.5.5.2.3.1配置清洗药液
清洗箱加RO 产水,关闭保安过滤器进口阀,启动1#清洗泵,开泵出口循环阀,使水在药箱内打循环。启动电加热器,清洗药液加温。打开清洗箱上人孔,缓慢加入100公斤亚硫酸氢钠,循环15分钟,使药品充分溶解。缓慢加入NaOH ,调整药液pH11~12。待药液温度达到35℃时停加热器。停1#清洗水泵。
3.5.5.2.3.2低流量(200m 3/h)进药
打开清洗保安过滤器进出口阀,反渗透装置清洗进口阀、排气阀,清洗回流管排放阀,适量打开反渗透装置清洗回流阀。启动2#清洗泵,缓慢打开泵出口阀,并以此阀控制清洗水量和保安过滤器出口压力≦0.15MPa 。观察清洗回流排放阀出口有药液流出,且药液接近进口药液颜色时关闭排放阀,使药液会清洗药箱。排气管没有空气时关闭排气阀。当清洗箱液位低于清洗泵入口管以上200mm 时,关闭清晰回流阀,关闭2#清洗泵出口阀,停2#清洗泵。
重复配置清洗药液步骤3.5.5.2.3.1二次配药。启动2#清洗泵,缓慢适度打开清洗泵出口阀、清洗回流阀,并以这两个阀调整清洗流量200m 3/h左右,压力≦0.15MPa ,开始正式低流量循环碱洗。循环30分钟,关闭化学清洗回流阀、清洗泵出口阀,停清洗泵。系统浸泡60分钟。
3.5.5.2.3.3高流量循环清洗(450~520m 3/h)
启动2#清洗泵,缓慢适度打开清洗泵出口阀、清洗回流阀,并以这两个阀调整
清洗流量450~520m 3/h左右,压力0.35MPa ,开始高流量循环碱洗。循环60分钟,关闭化学清洗回流阀、清洗泵出口阀,停清洗泵。系统浸泡60分钟。根据清洗液的变化情况,酌情确定循环、浸泡的次数和时间。
碱洗过程中注意检测药液温度,pH 、颜色的变化,及时调整并做好记录。直到药液pH 、颜色变化不明显时,关闭泵出口阀,停2#清洗泵。
3.5.5.2.3.4置换
重复步骤3.5.5.2.2.3,系统进行置换,置换结束后,关闭系统所有阀门。
3.5.5.2.4系统开机
按原始开机步骤手动开机,装置按60%负荷运行,回收率≦40%,一小时后逐步调整到满负荷运行,记录所有数据并与清洗前对比,评价清洗效果。
3.5.5.3注意事项
1、清洗过程中注意排净系统内空气
2、清洗过程中注意及时调整温度30~35℃、pH2~12
3、在酸碱交替之前必须彻底置换,防止发生反应,生成不可逆转的沉积
4、启动一级RO 清洗泵。按膜供应商或系统供应商的推荐值调节压力和流量,如果污染严重,请将第一次回水(体积最多为15%)排掉,以防止污染物的再沉积。
5、在清洗过程中,应随时监测药液的浓度、温度和pH 值的变化并及时调整。
6、一般在高速冲洗8吋压力容器采用每只容器8~10m 3/h,高流速可将膜表面清洗下来的污垢冲洗出来,但每一多元件容器压降不能超过4.1bar(60psi)。
3.6 反渗透膜的停用保护
3.6.1停用保护目的:为了避免微生物的滋生和污染;防止膜在停用时,在含有阻垢剂的情况下形成的亚稳定态的盐类析出,导致膜的性能的下降。
3.6.2短期停用保护
反渗透在停用时间不超过三天的时间,可以采用冲洗方法作为保护措施,具体如下:设备在待机状态时,关PX 的低压进水门,打开不合格水排放门,打开高压泵的出口电动慢开门,启动反渗透的提升泵,打开提升泵的出口气动门,冲洗约十分钟,关提升泵的出口气动门,停提升泵,关高压泵的出口电动门,关不合格水排放门。气温高于20℃时每天要进行上述操作3次,低温时每天应冲洗一次。
3.6.3长期停用保护
反渗透系统停运三天及以上时,按以下方法保护:
3.6.3.1停用设备,设备进行化学清洗。
3.6.3.2杀菌使用非氧化杀菌剂或1%的亚硫酸氢钠(食品级)冲洗系统(如确认无微生物污染时0.5%已足够)。连续冲洗直到排放水中含有0.5%亚硫酸氢钠为止。冲洗时按照清洗时建议的流量,约30min 。保证系统内空气最少,顶部手动排气阀有药液溢出。在系统中充满保护液后,关闭所有的进出口门。
3.6.3.3在用亚硫酸氢钠时,每周检测一次保护液的pH 值,由于亚硫酸氢钠氧化反应为酸,当pH 值小于3或者浓度低时,或保护超过一个月时则需要更换保护液。
3.6.3.4配药所用的水不应含有氯或氧化剂,可使用反渗透产水或处理过的给水。系统重新启动时,必须至少将产品水排放1小时以上,以便充分地冲掉产品水中的痕量的保护液。重新启时可能发生暂时性的通量损失,一般这种情况不会超过两天以上。甲醛是比亚硫酸氢钠更为有效的杀菌剂,且不会受氧化分解,但甲醛有使人致癌的可能性,一般使用无醛化合物为保护液。
3.5 RO系统的化学清洗
3.5.1 RO系统化学清洗的条件:
当RO 系列运行中出现下列情况出现时,该系列就应该要清洗膜元件。RO 系列运行中的标准化产水量降低了10%以上;RO 系列进水和浓水之间的标准化压差上升了15%;RO 系列标准化透盐率增加了5%以上。以上的标准比较条件取自系统经过最初48小时运行时的操作性能。
3.5.2清洗安全注意事项
(1)在使用化学药品时,应该配戴面罩,橡胶围裙和橡胶手套,使用任何清洗化学品时,必须遵循获得认可的安全操作规程。关于化学品安全性、使用方法和排放处置方面的细节可咨询该化学品制造商。
(2)准备清洗液时,应确保在进入膜元件循环之前,所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。
(3)清洗化学药品与膜元件循环之后,应采用高品质的不含余氯等氧化剂的水(用膜系统的产水)对膜元件进行冲洗。在恢复到正常操作压力和流量前,必须注意开始要在低流量和压力下冲洗大量的清洗液。此外,在清洗过程中清洗液也会进入产水侧,因此,产水必须排放10分钟以上或直至系统正常启动运行后产水清澈为止。
(4)在清洗液循环期间,清洗液流动方向与正常运行方向必须相同,以防止元件产生“望远镜”现象。
3.5.3清洗方案的制定:
RO 系列清洗方案的制定应通过分析系统运行参数、分析进水水质判断结垢倾向、用使用过的SDI 膜片所收集的污染物做分析、分析5µm 过滤器滤芯上的沉积物、同时随意打开一段入口、末端出口端板,检查并确定污染原因及污染物类型。根据确定的污染原因及污染物类型再选择清洗药品和工艺
3.5.4常用的化学清洗药品及推荐浓度
由于在一级反渗透系统中主要是金属氧化物污堵、膜内有腥臭味且表面粘滑和少许的粘稠物,故采用2.0%的柠檬酸进行酸洗;0.1%的氢氧化钠,0.1%的磷酸三钠,亚硫酸氢钠1%(W )+氢氧化钠进行碱洗。在清洗过程中主要控制pH
值和温度,pH 控制在2~11之间,温度不应超过35℃。
注意:清洗所用的化学药品必须得到膜公司认证。
3.5.5清洗步骤
3.5.5.1清洗前的准备:
备足清洗所用药品;确定清洗系统已连接好并进行了彻底冲洗;清洗用保安过滤器滤芯应清洁无菌,必要时更换新滤芯;清洗水箱的水源、加热热源已准备好;清洗水泵接线正确,并测绝缘合格,处于备用状态;准备好分析取样设备。
3.5.5.2一级RO 系列清洗步骤
3.5.5.2.1冲洗:如反渗透停运时间超过36小时后需进行化学清洗,则按《停运的反渗透冲洗》方法进行冲洗后,排放系统内的水,关闭所有自动、手动阀门。
3.5.5.2.2酸洗
3.5.5.2.2.1配置清洗药液
清洗箱加RO 产水,关闭保安过滤器进口阀,开泵出口循环阀,启动1#清洗泵,使水在药箱内打循环。开启加热蒸汽进气阀,清洗药液加温。打开清洗箱上人孔,缓慢加入200公斤柠檬酸,循环15分钟,使药品充分溶解。缓慢加入氨水,调整药液pH2~4。待药液温度达到350C 时关闭加热蒸汽进气阀。停1#清洗水泵。
3.5.5.2.2.2低流量(200m 3/h)进药
打开清洗保安过滤器进出口阀,反渗透装置清洗进口阀、排气阀,清洗回流管排放阀,适量打开反渗透装置清洗回流阀。启动2#清洗泵,缓慢打开泵出口阀,并以此阀控制清洗水量和保安过滤器出口压力≦0.15MPa 。观察清洗回流排放阀出口有药液流出,且药液接近进口药液颜色时关闭排放阀,使药液回清洗药箱。排气管没有空气时关闭排气阀。当清洗箱液位低于清洗泵入口管以上200mm 时,关闭清洗回流阀,关闭2#清洗泵出口阀,停2#清洗泵。
重复配置清洗药液按步骤3.5.5.2.2.1进行二次配药。启动2#清洗泵,缓慢适度打开清洗泵出口阀、清洗回流阀,并以这两个阀调整清洗流量200m 3/h左右,压力≦0.15MPa ,开始正式循环酸洗。
酸洗过程中注意检测药液温度、pH 、颜色的变化,及时调整并做好记录。直到药液pH 、颜色变化不明显时,调整药液pH 为4,继续循环30分钟。关闭泵出
口阀,停2#清洗泵。
3.5.5.2.2.3置换
打开化学清洗进水、回流管排放阀、装置排气阀、化学清洗箱底部排放阀,排放系统内酸洗药液。打开产品水不合格排放阀、高压泵出口电动阀,高压泵进口手动阀,保安过滤器进口阀,启动冲洗水泵开冲洗进水阀,冲洗化学清洗进水管道,10分钟后关闭化学清洗进口阀,待排气管有水溢出后关闭排气阀,冲洗装置本体,从清洗回流管排放阀处检测pH 与进水接近后关闭此排放阀,冲洗水回化学清洗箱,当水箱高液位处在高位后,启动化学清洗泵,缓慢适量打开泵出口阀,冲洗化学清洗上水系统,在排放口处检测pH 与进水接近后,关闭冲洗进口阀,停冲洗水泵,关闭清洗泵出口阀,停清洗水泵。
3.5.5.2.3碱洗
3.5.5.2.3.1配置清洗药液
清洗箱加RO 产水,关闭保安过滤器进口阀,启动1#清洗泵,开泵出口循环阀,使水在药箱内打循环。启动电加热器,清洗药液加温。打开清洗箱上人孔,缓慢加入100公斤亚硫酸氢钠,循环15分钟,使药品充分溶解。缓慢加入NaOH ,调整药液pH11~12。待药液温度达到35℃时停加热器。停1#清洗水泵。
3.5.5.2.3.2低流量(200m 3/h)进药
打开清洗保安过滤器进出口阀,反渗透装置清洗进口阀、排气阀,清洗回流管排放阀,适量打开反渗透装置清洗回流阀。启动2#清洗泵,缓慢打开泵出口阀,并以此阀控制清洗水量和保安过滤器出口压力≦0.15MPa 。观察清洗回流排放阀出口有药液流出,且药液接近进口药液颜色时关闭排放阀,使药液会清洗药箱。排气管没有空气时关闭排气阀。当清洗箱液位低于清洗泵入口管以上200mm 时,关闭清晰回流阀,关闭2#清洗泵出口阀,停2#清洗泵。
重复配置清洗药液步骤3.5.5.2.3.1二次配药。启动2#清洗泵,缓慢适度打开清洗泵出口阀、清洗回流阀,并以这两个阀调整清洗流量200m 3/h左右,压力≦0.15MPa ,开始正式低流量循环碱洗。循环30分钟,关闭化学清洗回流阀、清洗泵出口阀,停清洗泵。系统浸泡60分钟。
3.5.5.2.3.3高流量循环清洗(450~520m 3/h)
启动2#清洗泵,缓慢适度打开清洗泵出口阀、清洗回流阀,并以这两个阀调整
清洗流量450~520m 3/h左右,压力0.35MPa ,开始高流量循环碱洗。循环60分钟,关闭化学清洗回流阀、清洗泵出口阀,停清洗泵。系统浸泡60分钟。根据清洗液的变化情况,酌情确定循环、浸泡的次数和时间。
碱洗过程中注意检测药液温度,pH 、颜色的变化,及时调整并做好记录。直到药液pH 、颜色变化不明显时,关闭泵出口阀,停2#清洗泵。
3.5.5.2.3.4置换
重复步骤3.5.5.2.2.3,系统进行置换,置换结束后,关闭系统所有阀门。
3.5.5.2.4系统开机
按原始开机步骤手动开机,装置按60%负荷运行,回收率≦40%,一小时后逐步调整到满负荷运行,记录所有数据并与清洗前对比,评价清洗效果。
3.5.5.3注意事项
1、清洗过程中注意排净系统内空气
2、清洗过程中注意及时调整温度30~35℃、pH2~12
3、在酸碱交替之前必须彻底置换,防止发生反应,生成不可逆转的沉积
4、启动一级RO 清洗泵。按膜供应商或系统供应商的推荐值调节压力和流量,如果污染严重,请将第一次回水(体积最多为15%)排掉,以防止污染物的再沉积。
5、在清洗过程中,应随时监测药液的浓度、温度和pH 值的变化并及时调整。
6、一般在高速冲洗8吋压力容器采用每只容器8~10m 3/h,高流速可将膜表面清洗下来的污垢冲洗出来,但每一多元件容器压降不能超过4.1bar(60psi)。
3.6 反渗透膜的停用保护
3.6.1停用保护目的:为了避免微生物的滋生和污染;防止膜在停用时,在含有阻垢剂的情况下形成的亚稳定态的盐类析出,导致膜的性能的下降。
3.6.2短期停用保护
反渗透在停用时间不超过三天的时间,可以采用冲洗方法作为保护措施,具体如下:设备在待机状态时,关PX 的低压进水门,打开不合格水排放门,打开高压泵的出口电动慢开门,启动反渗透的提升泵,打开提升泵的出口气动门,冲洗约十分钟,关提升泵的出口气动门,停提升泵,关高压泵的出口电动门,关不合格水排放门。气温高于20℃时每天要进行上述操作3次,低温时每天应冲洗一次。
3.6.3长期停用保护
反渗透系统停运三天及以上时,按以下方法保护:
3.6.3.1停用设备,设备进行化学清洗。
3.6.3.2杀菌使用非氧化杀菌剂或1%的亚硫酸氢钠(食品级)冲洗系统(如确认无微生物污染时0.5%已足够)。连续冲洗直到排放水中含有0.5%亚硫酸氢钠为止。冲洗时按照清洗时建议的流量,约30min 。保证系统内空气最少,顶部手动排气阀有药液溢出。在系统中充满保护液后,关闭所有的进出口门。
3.6.3.3在用亚硫酸氢钠时,每周检测一次保护液的pH 值,由于亚硫酸氢钠氧化反应为酸,当pH 值小于3或者浓度低时,或保护超过一个月时则需要更换保护液。
3.6.3.4配药所用的水不应含有氯或氧化剂,可使用反渗透产水或处理过的给水。系统重新启动时,必须至少将产品水排放1小时以上,以便充分地冲掉产品水中的痕量的保护液。重新启时可能发生暂时性的通量损失,一般这种情况不会超过两天以上。甲醛是比亚硫酸氢钠更为有效的杀菌剂,且不会受氧化分解,但甲醛有使人致癌的可能性,一般使用无醛化合物为保护液。