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 反滲透膜系統(tǒng)的清洗導(dǎo)則

進(jìn)水中存在的懸浮物、膠體、有機(jī)物、微生物以及濃縮后沉淀析出的鹽等都會(huì)對(duì)膜元件產(chǎn)生污染。反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理可除去這些污染物，減少對(duì)膜的污染，延長(zhǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間。但是由于預(yù)處理不能完全去除水中的上述污染物，所以經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后便會(huì)產(chǎn)生膜元件污染，造成系統(tǒng)的性能下降。膜系統(tǒng)的性能下降主要表現(xiàn)為：產(chǎn)水量下降，脫鹽率降低（電導(dǎo)升高），進(jìn)水與濃水之間的壓差增加。 

膜系統(tǒng)清洗時(shí)機(jī)判斷

由于反滲透膜系統(tǒng)的性能隨著溫度、壓力、pH、進(jìn)水TDS等因素的變化而變化（如溫度每降低3℃，產(chǎn)水量降低10％；pH有較大變化是對(duì)產(chǎn)水電導(dǎo)產(chǎn)生影響），故有時(shí)膜系統(tǒng)性能的變化并非是膜系統(tǒng)受到污染所致，為了準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)的清洗時(shí)機(jī)，應(yīng)依據(jù)膜元件生產(chǎn)商提供的標(biāo)準(zhǔn)化軟件對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算，運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后若出現(xiàn)下列情況之一時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗：

-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。

-數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，鹽透過(guò)率比初始值增加10%以上。

-數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，進(jìn)水與濃水之間的壓差比初始值增加15%以上。

達(dá)到化學(xué)清洗條件后必須及時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗，一般情況下清洗后都能基本恢復(fù)初始性能；但若不及時(shí)清洗將會(huì)造成膜系統(tǒng)的深度污染，導(dǎo)致化學(xué)清洗效果甚微，則很難恢復(fù)系統(tǒng)較好的性能。

膜系統(tǒng)清洗步驟

第一步：低壓沖洗

最好使用反滲透產(chǎn)品水沖洗，也可以用預(yù)處理出水（原水中若含有特殊化學(xué)物質(zhì)，如能與清洗液發(fā)生反應(yīng)的不能使用）。

第二步：配制清洗液

用反滲透產(chǎn)品水配制清洗液，準(zhǔn)確稱(chēng)量藥劑并混合均勻，檢查清洗液的pH值、溫度（溫度不低于25℃）及藥劑含量等條件是否符合要求。

 第三步：低壓低流量輸入清洗液并循環(huán)

用正常清洗流量（表1）的1/3流量及20-40PSI的壓力向反滲透系統(tǒng)輸入清洗液，剛開(kāi)始的回水排掉，防止清洗液被稀釋。讓清洗液在管路循環(huán)5-10分鐘。觀察回流液的濁度和pH值，若明顯變濁或者pH值變化超過(guò)0.5，可加入適量藥劑或重新配制清洗液再進(jìn)行上述操作。

表1 膜元件推薦的正常清洗流量

 第四步：浸泡及間歇循環(huán)

停止清洗泵循環(huán)，防止清洗液流出壓力容器，可關(guān)閉清洗液進(jìn)水閥、清洗液濃水回流閥、清洗液產(chǎn)水回流閥。視組件污染情況，膜組件全部浸泡在清洗液中1小時(shí)左右或更長(zhǎng)時(shí)間（10～15小時(shí)或過(guò)夜）。期間可以間歇的開(kāi)啟循環(huán)泵保持恒定的清洗液溫度（25～30℃）。

第五步：大流量循環(huán)

加大清洗液流量到正常清洗流量的1.5倍進(jìn)行清洗，循環(huán)30-60分鐘。此時(shí)壓力不能太高，以系統(tǒng)無(wú)或稍有產(chǎn)水的壓力為限，注意膜元件壓差和壓力容器的壓差不能超過(guò)極限值。

第六步：沖洗

先用產(chǎn)品水（最低沖洗溫度為20℃）沖洗系統(tǒng)約5分鐘，然后用預(yù)處理合格產(chǎn)水沖洗系統(tǒng)20-30分鐘，為防止沉淀，最低沖洗溫度為20℃，將清洗液完全沖出無(wú)殘留。開(kāi)啟系統(tǒng)運(yùn)行，檢查清洗效果，產(chǎn)水排掉不用。若要停機(jī)不用的要按相關(guān)方法保存好組件。

反滲透膜系統(tǒng)污染后的癥狀及清洗方法

反滲透系統(tǒng)日常的運(yùn)行記錄是判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)污染及污染后采取合理的清洗方法的主要依據(jù)。反滲透系統(tǒng)的管理中必須重視數(shù)據(jù)的記錄。

1.無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢污染及清洗方法

  無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢污染后的癥狀:

首先膜系統(tǒng)二段產(chǎn)水電導(dǎo)異常(電導(dǎo)升高),產(chǎn)水量出現(xiàn)較大的降低,壓力逐步變大,二段的壓差也逐步變大.最顯著的癥狀是產(chǎn)水量降低比較明顯.

反滲透膜系統(tǒng)中最常見(jiàn)的是碳酸鈣,硫酸鈣結(jié)垢;對(duì)于膜系統(tǒng)幾小時(shí)或幾天內(nèi)產(chǎn)水量出現(xiàn)大幅下降的情況,多數(shù)屬于此類(lèi)污染.

無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢通常是由于過(guò)高的回收率,阻垢劑的投加量不足,離子交換軟化樹(shù)脂未及時(shí)再生等原因造成.

1.1.碳酸鹽結(jié)垢的清洗

碳酸鹽結(jié)垢可按照以下配方進(jìn)行清洗:

膜系統(tǒng)清洗步驟:

第一步:低壓沖洗

最好使用反滲透產(chǎn)品水沖洗,也可以用預(yù)處理出水(原水中若含有特殊化學(xué)物質(zhì),如能與清洗液發(fā)生反應(yīng)的不能使用)

第二步:配件清洗液

用反滲透產(chǎn)品水配制清洗液,準(zhǔn)確稱(chēng)量藥劑并混合均勻,檢查清洗液的PH值,溫度(溫度不低于25℃)及藥劑含量等條件是否符合要求.

第三步:低壓低流量輸入清洗液并循環(huán)

用正常清洗流量(表1)的1/3流量及20-40PSI的壓力向反滲透系統(tǒng)輸入清洗液,剛開(kāi)始的回水排掉,防止清洗液被稀釋.讓清洗液在管路循環(huán)5-10分鐘.觀察回流液的濁度和PH值,若明顯變濁或PH值變化超過(guò)0.5,可加入適量藥劑或重新配制清洗液再進(jìn)行上述操作.

表1膜元件推薦的正常清洗流量

第四步:浸泡及間歇循環(huán)

停止清洗泵循環(huán),防止清洗液流出壓力容器,可關(guān)閉清洗進(jìn)水閥,清洗液濃水回流閥,清洗液產(chǎn)水回流閥.視組件污染情況,膜組件全部浸泡在清洗液中1小時(shí)左右或更長(zhǎng)時(shí)間(10-15小時(shí)或過(guò)夜).期間可以間歇的開(kāi)啟循環(huán)泵保持恒定的清洗液溫度(25-30℃).

第五步:大流量循環(huán)

加大清洗液流量到正常清洗流量的1.5倍進(jìn)行清洗,循環(huán)30-60分鐘.此時(shí)壓力不能太高,以系統(tǒng)無(wú)或稍有產(chǎn)水的壓力為限,注意膜元件壓差和壓力容器的壓差不能超過(guò)極限值.

第六步:沖洗

先用產(chǎn)品水(最低沖洗溫度為20℃)沖洗系統(tǒng)約為5分鐘,然后用預(yù)處理合格產(chǎn)水沖洗系統(tǒng)20-30分鐘,為防止沉淀,最低沖洗溫度為20℃,將清洗液完全沖出無(wú)殘留.開(kāi)啟系統(tǒng)運(yùn)行,檢查清洗效果,產(chǎn)水排掉不用.若要停機(jī)不用的要按相關(guān)方法保存好組件.

1.2.硫酸鹽結(jié)垢的清洗

硫酸鹽結(jié)垢的清洗是無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢中比較難清洗的一種,對(duì)硫酸鹽結(jié)垢的清洗應(yīng)該及早進(jìn)行,結(jié)垢形成一周以上后,清洗后性能恢復(fù)的可能性極低,因此對(duì)高硫酸根含量特征的水源,預(yù)處理要求較高,必須加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控,一旦出現(xiàn)硫酸鹽結(jié)垢現(xiàn)象,立即進(jìn)行相應(yīng)的清洗.

硫酸鹽結(jié)垢可按照以下配方進(jìn)行清洗:

清洗時(shí)按照前述步驟進(jìn)行清洗.

2.膠體污染的癥狀及清洗

反滲透進(jìn)水中的膠體包括淤泥,無(wú)機(jī)膠體,膠體硅及部分有機(jī)物,通常采用絮凝過(guò)濾,活性炭吸附等方式去除.

無(wú)機(jī)膠體污染的癥狀:

反滲透膜系統(tǒng)中污染首先出現(xiàn)在第一段,產(chǎn)水量逐漸下降,壓差逐漸變大,產(chǎn)水電導(dǎo)輕微上升;膠體污染最主要的癥狀是產(chǎn)水量及壓差緩慢變化.

無(wú)機(jī)膠體污染可按照以下配方進(jìn)行清洗:

清洗時(shí)按照前述步驟進(jìn)行清洗.

3.有機(jī)物污染的癥狀及清洗

以地表水,廢水,海水等做水源的反滲透系統(tǒng)存在較高的有機(jī)物污染風(fēng)險(xiǎn),這些有機(jī)物的成分主要是腐殖質(zhì),有機(jī)酸等.

有機(jī)物污染的主要癥狀是產(chǎn)水量大幅下降,脫鹽率基本不變.發(fā)生有機(jī)物污染時(shí)可按照以下配方進(jìn)行清洗:

清洗時(shí)按照前述步驟進(jìn)行清洗.

4.微生物污染的癥狀及清洗

微生物污染通常出現(xiàn)在反滲透系統(tǒng)停機(jī)期間,以及地表水,中水(三級(jí)廢水),海水等為進(jìn)水水源的反滲透系統(tǒng)中,發(fā)生微生物污染時(shí)通常還會(huì)伴有有機(jī)物污染.生物污染應(yīng)在初期及時(shí)清洗,一旦形成生物膜后,清洗就非常困難,只有更換膜元件.

建議:易發(fā)生微生物污染的系統(tǒng)建議選用抗氧化膜元件,通過(guò)在膜元件進(jìn)水中的在線投加NaCLO等殺菌劑,打造無(wú)菌系統(tǒng),更不會(huì)出現(xiàn)微生物污染.

微生物污染的癥狀:

污染出現(xiàn)在所有段,一段,二段壓差迅速增加,產(chǎn)水量下降,產(chǎn)水電導(dǎo)率基本不變;最主要的癥狀是壓差增加.

發(fā)生微生物污染時(shí)可按照以下配方進(jìn)行清洗:

清洗時(shí)按照前述步驟進(jìn)行清洗.

對(duì)于發(fā)生微生物污染的反滲透膜系統(tǒng)化學(xué)清洗后還需要進(jìn)行系統(tǒng)的消毒處理,改進(jìn)預(yù)處理防止微生物污染.

5.金屬化合物的污染

金屬化合物污染主要是金屬氧化物,金屬氫氧化物等,尤其以鐵污染為主.發(fā)生的原因主要是預(yù)處理缺陷,管路銹蝕等,其癥狀是產(chǎn)水量和脫鹽率下降,膜元件壓差增大,可按照以下配方進(jìn)行清洗:

清洗時(shí)按照前述步驟進(jìn)行清洗.

6.清洗液體積的計(jì)算

清洗液的總體積包括壓力容器,清洗管道,高壓管路和過(guò)濾器的體積及20%的裕度.清洗液體積計(jì)算包括粗略估算和精確計(jì)算兩種方式.

粗略估算清洗液體積:根據(jù)膜元件型號(hào)和污染程度而定.

對(duì)于一般污染情況:每支4040型膜元件需配制10升清洗液;

每支8英寸膜元件需配制40升清洗液;

對(duì)于嚴(yán)重污染情況:每支4040型膜元件需配制18升清洗液;

每支8英寸膜元件需配制55升清洗液;

精確計(jì)算示例:壓力容器和清洗管道的體積估算見(jiàn)表2,表3.

表2 常用管路的容積率

表3壓力容器的容積

以36支8040膜元件為例計(jì)算如下：]

膜系統(tǒng)4：2排列，每個(gè)壓力容器內(nèi)裝6個(gè)8040膜元件，采用分段清洗。

公稱(chēng)直徑為3英寸的清洗管道長(zhǎng)15米，則清洗管路體積＝15*4.6＝69L；保安過(guò)濾器內(nèi)能儲(chǔ)存60升水；一段壓力容器體積＝4*6*32＝768L；清洗液總體積＝69+60+768＝897升，即第一段清洗需要配制897+897*20%＝1076升清洗液。同理第二段清洗需要配制615升清洗液。

表4所需清洗液總體積

 注意：

進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)請(qǐng)注意防止化學(xué)藥劑傷害操作人員，尤其是在使用某些腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)藥劑時(shí)（如清洗硅污染時(shí)可能使用含氟藥劑），建議在專(zhuān)業(yè)人員指導(dǎo)下進(jìn)行清洗。

2.清洗液體積的計(jì)算示例僅供參考。