本節(jié)內(nèi)容適用于4、6、8、8.5 英寸直徑的復(fù)合聚酰胺反滲透和納濾膜元件。
聚酰胺反滲透膜元件在任何情況下均不得與游離氯接觸,游離氯氧化膜元件將使造成永久性的損傷。
因此,在進行管路和設(shè)備滅菌操作、 使用清洗劑與儲存保護劑之后均應(yīng)特別注意膜系統(tǒng)給水中是否含有游離氯。如不確定則應(yīng)進行相應(yīng)檢測,如存在游離氯殘留物,可使用亞硫酸氫鈉(SBS)將其還 原,并滿足反應(yīng)時間以保證氧化還原反應(yīng)充分進行。游離氯=1.0PPm 時需添加亞硫酸氫鈉(SBS) 1.8-3.0ppm。
反滲透膜元件在質(zhì)量擔(dān)保期內(nèi),建議每次膜元件的清洗應(yīng)首先與海德能公司取得聯(lián)系,協(xié)商后再進行。
在清洗溶液中,應(yīng)避免使用陽離子表面活性劑及兩性表面活性劑。使用這些藥品與膜元件接觸后,可能導(dǎo)致膜元件產(chǎn)水量不可逆轉(zhuǎn)的下降。
在系統(tǒng)正常運行一段時間后,反滲透膜元件會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的 污染,這些污染中最常見的是碳酸鈣沉淀、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉淀、硅沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM 天然有機物質(zhì)、合成有機物(如:阻垢劑/分散劑,陽離子聚合電解質(zhì))、微生物(藻類、霉菌、真菌)等。
污染性質(zhì)和污染速度取決于各種因素,如給水水質(zhì)和系統(tǒng)回收率。通常污染是漸進發(fā)展的,如不盡早控制,污染將會在相對較短的時間內(nèi)損壞膜元件。當(dāng)膜元件確證已被污染,或是在長期停機之前,或是作為定期日常維護,建議對膜元件進行清洗。
當(dāng)反滲透系統(tǒng)(或裝置)出現(xiàn)以下問題時,需要進行化學(xué)清洗或物理沖洗:
在正常的給水壓力條件下,溫度矯正后產(chǎn)水量較正常值下降10-15%;
為維持正常的產(chǎn)水量,經(jīng)溫度矯正后的給水壓力增加了10-15%;
產(chǎn)水水質(zhì)降低了10-15%,透鹽率增加了10-15%;
給水壓力增加了10-15%;
系統(tǒng)各段之間壓差明顯增加(可能沒有儀表監(jiān)測該參數(shù))。
在運行數(shù)據(jù)未標準化的情況下,如果關(guān)鍵參數(shù)沒有改變,上述清洗原則依然可以適用。保持穩(wěn)定的運行參數(shù)主要是指產(chǎn)水流量、產(chǎn)水背壓、回收率、溫度及TDS。如 果這些運行參數(shù)起伏不定,強烈建議標準化數(shù)據(jù)以確定是否有污染發(fā)生,或者在關(guān)鍵運行參數(shù)有變化的之前確認反滲透系統(tǒng)實際運行是否正常。海德能公司提供標準 化軟件ROdata.xls,可從海德能公司網(wǎng)站(www.membranes.com)上下載。
定時監(jiān)測系統(tǒng)整體性能是確認膜元件是否已發(fā)生污染的基本方法。污染對膜元件的影響是漸進的,并且 影響的程度取決于污染的性質(zhì)。表-1《反滲透系統(tǒng)故障診斷一覽表》列出了常見的污染現(xiàn)象及其對膜性能的影響。已受污染的反滲透膜的清洗周期根據(jù)現(xiàn)場實際情 況而定。正常的清洗周期是每3-12 個月一次。如果在1 個月以內(nèi)清洗一次以上,就需要對反滲透預(yù)處理系統(tǒng)作進一步調(diào)整和改善,如追加投資,或沖洗進行反滲透系統(tǒng)設(shè)計。
運行單位應(yīng)該通過嚴格的系統(tǒng)管理來控制RO 裝置內(nèi)的生物繁殖,因為很多殺菌劑都可以在短時間內(nèi)殺滅系統(tǒng)內(nèi)的生物,同時殺菌劑也能改變生物粘泥層的透水性,清洗后的系統(tǒng)產(chǎn)水量能夠得到有效的恢復(fù),但 這并不意味著膜元件的性能得到完全恢復(fù),生物粘泥層仍然在膜元件的給水通道內(nèi),這些物質(zhì)將為新的微生物繁殖提供條件,同時膜元件兩端的壓力差,而將生物粘 泥從膜表面剝離是一件非常困難的工作,因此系統(tǒng)生物活性控制是RO 系統(tǒng)管理非常重要的任務(wù)之一。
在線與離線化學(xué)清洗
在線清洗是指將膜元件放置在原有膜殼內(nèi),直接進行的化學(xué)清洗,它是大多數(shù)系統(tǒng)采用的主要化學(xué)清洗方式,它主要具備以下特點:
(1) 無需拆卸膜殼、工作量小。
(2) 清洗效率高、清洗時間短,能夠快速恢復(fù)RO 設(shè)備的運行能力。
(3) 在線清洗存在交叉污染。
離線清洗是指,從RO 裝置中取出1 支膜元件,采用獨立的清洗裝置進行的化學(xué)清洗。離線清洗主要有以下特點:
(1) 對系統(tǒng)中出現(xiàn)問題的膜元件進行針對性的清洗處理。
(2) 大型系統(tǒng)進行清洗前,檢驗已制定清洗方案的有效性,觀察不同清洗藥品的效果,并確定最終實施的清洗方案。
(3) 離線清洗能避免前段膜元件的污染物污染后段膜元件。
(4) 在小型系統(tǒng)清洗中,單支膜元件的清洗方式可以增強化學(xué)清洗的效果。
(5) 當(dāng)系統(tǒng)嚴重堵塞,在線清洗壓差過大,流速低時可采用離線清洗方式恢復(fù)性能。
(6) 離線化學(xué)清洗每次僅能處理1 只膜元件,效率低、耗時長。
(1) 進水泵需要滿足正常運行時的進水流量(進水流量=產(chǎn)水流量+濃縮水流量),同時也必須滿足清洗流量的要求。
(2) 由于RO 系統(tǒng)運行時采用較高回收率,因此濃水流量相對很小。而清洗作業(yè)時,要求低壓高流量,幾乎全部進水都從濃水管路排出,所以設(shè)計濃水管路和閥門時不僅要考慮運 行時的流量也要考慮清洗時的流量需要,如果僅僅考慮運行時的流量來設(shè)計管路和閥門,清洗時濃水管路以及濃水閥門處的壓降升高,就有可能達不到要求的流量或 超過清洗要求壓力。當(dāng)然,也可以考慮另外設(shè)置清洗專用管路。
(3) 選定流量計時要考慮到可以讀取清洗時的最大流量。
(4) 圖-3 中描述了多段RO 系統(tǒng)的管路設(shè)計情況,為了能夠更有效的清洗膜元件,系統(tǒng)的設(shè)計有必要按可分段清洗進行管路設(shè)計。首先,對于多段系統(tǒng)來說,段數(shù)的增加同時也意味著串聯(lián)的膜 元件數(shù)量增加,為了能夠達到清洗流量的要求,需要增加進水壓力,在這種條件下有可能會超過清洗壓力的允許值,膜面的壓力升高,使污染物積壓在膜表面上,從 而降低了清洗的效果;其次,如果進行全段清洗,從前段清洗出的污染物會流入下一段,容易造成第2 段和3 段堵塞;最后,對于大多數(shù)系統(tǒng)來說,前段膜殼內(nèi)安裝的膜元件的污染程度總是按排列的順序依次減少的,因此進行可反向清洗的管路設(shè)計也是必要的。
(5) 分段清洗的舉例(參考圖-3)
進行1 段正向清洗時,全開10#和2#閥門,關(guān)閉1#和6#閥門,清洗進水經(jīng)10#閥門進入1 段膜元件再經(jīng)過2#閥門排出。
進行1 段反向清洗時,全開11#、1#和6#閥門,關(guān)閉10#和2#閥門,清洗進水經(jīng)11#和6#閥門反向進入1 段膜元件再經(jīng)過1#閥門排出。
進行2 段正向清洗時,全開11#、7#和4#閥門,關(guān)閉3#和8#閥門,清洗進水經(jīng)11#和7#閥門進入2段膜元件再經(jīng)過4#閥門排出。
進行2 段反向清洗時,全開12#、8#和3#閥門,關(guān)閉4#和7#閥門,清洗進水經(jīng)12#和8#閥門反向進入2 段膜元件再經(jīng)過3#閥門排出。
進行3 段正向清洗時,全開12#、9#和6#閥門,關(guān)閉5#和13#閥門,清洗進水經(jīng)12#和9#閥門進入3段膜元件再經(jīng)過6#閥門排出。
進行3 段反向清洗時,全開13#和5#閥門,關(guān)閉6#和9#閥門,清洗進水經(jīng)13#閥門反向進入3 段膜元件再經(jīng)過5#閥門排出。
物理清洗與化學(xué)清洗是系統(tǒng)清洗最常用的2 種方法,而通過清洗恢復(fù)膜元件性能才是清洗的真正目的,因此在清洗過程中不應(yīng)該將物理與化學(xué)手段硬性劃分,而是應(yīng)該將兩種方法有機結(jié)合起來,在嚴重堵塞時通過一些物理手段來強化清洗效果。