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1、反渗透膜的技术说明1.1 标准化定义 标准化：将现在经过计算的操作数据 ( 标准化后的产水流量和标准化后的脱盐率 ) 和原来选定的基准参考时间的操作参数进行比较的过程。 标准化的流量：如果系统进行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的流量。 标准化后的脱盐率：如果系统运行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的脱盐率 参考点： A. 初投运时 ( 稳定运行或经过 24 小时 ) ( 优先选用 ) B. 反渗透膜元件制造厂商的标准参数 1.2 标准化后的一般特征 通常 CAB 膜元件盐透过率每年增加 33% 通常 CPA 膜元件盐透过率每年增加 1017% 通常反渗透膜元件产水流量每年减少 4
2、10% 标准化的真正意义在于了解变化趋势，而不是评价某一天的变化 前一次有效清洗后，标准化后的流量或产水水质下降 15% 或压降增加 15% 时，建议进行再清洗 1.3 标准化实例 系统运行数据 进水温度进水TDS产水TDS脱盐率产水流量浓水流量回回收率进水压力浓水压力产水压力P(进水减产水压力)P(进水减浓水压力)日期 ppm ppm % gpm gpm % psi psi psi psid psid1-Jan 20 540 10 98.1 300 100 75 210 150 10 200 602-Jan 19 530 9 98.3 250 83 75 195 135 10 185 603
3、-Jan 23 550 9 98.4 300 100 75 250 190 50 200 604-Jan 18 570 9 98.4 280 93 75 200 140 10 190 605-Jan 18 570 9 98.4 300 100 75 240 180 10 230 6015-Jan 18 600 14 97.7 300 100 75 280 190 10 270 90初投运时 20.6 550 15 97.3 300 100 75 216 158 10 206 58注： 1gpm = 3.785 L/min 2. 反渗透膜的清洗、消毒及保存 目的：保证反渗透系统的正常运行 目的：
4、延长反渗透膜元件使用寿命 什么时候需要清洗及消毒 如何清洗消毒及用何种药品进行清洗消毒 2.1 什么时候需要清洗反渗透系统 当标准化后的产水流量比上次清洗后减少 1015% 当标准化后的产水水质比上次清洗后降低 1015% 当标准化后的压降比上次清洗后增加 1015% 在长期停用前 作为日常的维护 2.2 需要清洗什么 碳酸钙垢 硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢 水合金属氧化物垢 ( 铁、锰、镍、铜等 ) 硅垢 胶体沉积物 ( 无机 ) 胶体沉积物 ( 无机、有机混合物 ) 有机沉积物 ( 自然产物 ) 有机沉积物 ( 人为产物 ) 生物滋长 ( 细菌、真菌、霉菌等 ) 注意：通常您需要清洁的是上述几
5、种污染物的混合物 2.3 如何选择清洗药剂 确定污染物 与膜制造厂商、工程公司或反渗透专用化学药剂供应商联系 选择通用型或专用型化学清洗药品 现场收集信息并进行清洗 ( 实验及校正法 ) 向反渗透专用药剂供应商提供膜元件以供实验室分析之用 考虑药品成本 2.4 选择和使用化学清洗剂时的注意事项 遵循制造厂商推荐的关于药剂品种、剂量、 pH 值、温度及接触时间的指导原则 最佳的清洗效果 最小限度地使用强烈化学试剂 对于 CPA 、 ESPA 膜通常 pH 范围为 410 对 CPA 、 ESPA 、膜最大 pH 范围为 212 在推荐温度清洗，一般在 3040 下清洗最好 需要考虑排放对环境的影
6、响 不要将酸碱混合 用高 pH 的产水冲洗清洗剂 如果出现油污染，开始时不要使用低 pH 值溶液清洗 2.5 复合膜最常用的清洗配方 污染物 清洗溶液碳酸钙、磷酸钙、金属氧化物(铁 ) pH 值 4.0，2%柠檬酸溶液+氨水，温度 40，有时也可用 pH23的盐酸水溶液清洗硫酸钙、混合胶体、小分子天然有机物、微生物pH 值 10.0，2%三聚磷酸钠溶液，温度 40，有时也可用 pH 小于10 的 NaOH 水溶液清洗大分子天然有机物、微生物 pH 值 10.0，2%三聚磷酸钠溶液，0.25%十二烷基苯磺酸钠溶液，温度 402.6 醋酸膜最常用的清洗配方 污染物 清洗溶液碳酸钙、磷酸钙、金属氧化
7、物 pH 值 4.0，2%柠檬酸溶液，0.1%非离子清洗剂，温度 35硫酸钙、混合胶体、小分子天然有机物pH 值 7.5，2%三聚磷酸钠溶液，0.8%Na-EDTA 溶液，0.1%的非离子清洗剂，温度 35大分子天然有机物 pH 值 7.5，0.5%过硼酸钠溶液，0.1%非离子清洗剂，温度 35生物滋长 pH 值 7.5，2%三聚磷酸钠溶液，0.25%Na-DBS 溶液，温度 352.7 二氧化硅垢的化学清洗 对沉淀在膜上的溶解性硅，在不损坏膜的前提下很难去除 在清洗前应询问膜厂商 较高的冲洗流速有利于冲刷掉污垢 反复地循环、浸泡有助于除垢 对于 CPA 膜，高 pH 值 1012 的碱性溶液
8、和 40 温度有助于硅垢的去除2.8 复合膜生物污染的清洗 珊瑚礁综合症：无机垢、金属氧化物、胶体物质、有机物质、活的及死的细菌、生物粘泥、真菌等复杂混合物。 2.8.1 解决办法一 低 pH 清洗 高 pH 清洗 生物杀菌剂消毒 2.8.2 解决办法二 利用能破坏粘泥的杀菌剂消毒 高 pH 值清洗 每周停运杀菌一次，每次使用生物杀菌剂消毒 2030 分钟 2.9 细菌的控制和杀除 2.9.1 浓水中细菌浓度控制规则： 如果每毫升 log cfu ，认为细菌数量已得到控制 如果每毫升 4 6log cfu ，应引起注意 如果每毫升达到 6log cfu 或细菌数量上升，应着手处理问题 消毒：指
9、细菌 99.9% ( 3 log ) 杀菌：指细菌减少 99.9999% ( 6 log ) 灭菌：指细菌减少 99.9999999% ( 9 log ) 杀菌剂：杀灭细菌 生物抑制：阻止细菌生长 粘泥破坏剂：破坏生物粘膜的数量 注意： 4log = 10,000 = 10 4 , 6log = 1,000,000 = 10 6 2.10 反渗透化学杀菌剂应有的特性 杀除细菌 去除生物粘膜 最少接触时间 对膜危害最小 无毒性及无环境危害性 可以安全地操作 合理的价格 2.11 杀菌剂的杀菌速度 ( 条件为 20 时去除 99.9999% 的孢菌 ) 杀菌剂 接触时间2%甲醛溶液 12 小时10
10、0ppm 的次氯酸钠溶液 7 小时0.2%的过氧化氢溶液 25 小时5%的过氧化氢溶液 23 小时10%的过氧化氢溶液 12 小时1%过氧化氢和 400ppm 的过醋酸溶液 0.51 小时2.12 复合膜 ( CPA, ESPA, ESNA ) 元件消毒用杀菌剂 2.12.1 甲醛 剂量： 0.11.0% 在美国认为该药剂有一定毒性 对于新膜，必须在操作 24 小时后才可使用，否则会导致不可恢复的水通量损失 可用做长期贮存时的杀菌液 2.12.2 异噻唑啉 剂量： 1525ppm Rohm & Haas ( 罗门哈斯 ) 的 “ Kathon ” 或 Betz 公司的 “ Simicide C
11、-68 ” 可用做长期贮存时的杀菌液 2.12.3 亚硫酸氢钠 剂量： 500ppm ，使用 3060 分钟 1.0% 的溶液可用于长期贮存 2.12.4 过氧化氢 / 过乙酸 剂量： 0.2% ( 两种化合物之和 ) pH ： 34 ( 高 pH 值会引起膜氧化 ) 温度： 25 ( 最高 ) 如果存在铁或过渡金属，会引起 CPA 膜氧化 反复循环 2030 分钟 / 浸泡 2 小时 / 随后冲洗 对于破坏生物粘膜可能需要 4 个小时的接触时间 是有效、迅速的氧化型杀菌剂 对于破坏生物粘膜比较有效 本杀菌液不适用于长期贮存 2.13 醋酸膜 ( CAB 膜消毒用杀菌剂 ) 2.13.1 游离
12、氯 剂量：在 pH 值 56 时，采用 0.11.0ppm 剂量连续加入 剂量：二周一次，每次使用 5ppm 消毒 1 小时 与腐蚀产物 ( 铁 ) 反应会造成膜损伤 如果存在铁，建议可以使用最高浓度为 10ppm 的氯胺溶液代替 0.11.0ppm 的溶液可以用做长期贮存时的杀菌剂 2.13.2 甲醛 剂量： 0.11.0% 可用做长期贮存时的杀菌剂 2.13.3 异噻唑啉 剂量： 1525ppm 可用于长期贮存时的杀菌剂 2.14 反渗透系统化学清洗的一般方法2.14.1 冲洗反渗透膜组件 排除运行过程中剩余浓水和给水通道中的污染物 2.14.2 清理清洗装置 如水箱、管路、新使用的保安过
13、滤器等 2.14.3 配制清洗溶液 使用反渗透产品水 ( 至少是软化水 ) 混合均匀 调节至所需 pH 值 调节至所需温度 对于正常污染情况，每根 4 40 膜元件配制 2.2 加仑溶液 对于正常污染情况，每根 8 40 膜元件配制 8.7 加仑溶液 对于严重污染的情况，可将溶液体积加倍 2.14.4 在第一段引入清洗溶液 反渗透进水入口处最大压力为 60psi ( 减少已松脱的污染物被冲回膜表面的可能 ) 单只膜元件最大压降 1015psi ，以防止膜卷突出将置换出的水排入下水通道 将最初 20% 已污染的 / 变色的化学清洗溶液排入下水通 将于净的化学清洗溶液再循环至清洗箱 将渗出的少量产
14、品水再循环至清洗箱 如果 pH 值变化超出 0.5 单位，则需要重新调整 pH 到指定范围 2.14.5 低流量循环 循环 515 分钟 每根 4 的压力容器流量为 3 gpm ( 11.4 升 / 分钟 ) 每根 8 的压力容器流量为 12 gpm ( 45.5 升分钟 ) 尽量减少冲洗下来的污染物对进水通道的阻塞 2.14.6 中等流量循环 循环 515 分钟 每根 8 的压力容器流量为 6 gpm ( 22.7 升 / 分钟 ) 每根 8 的压力容器流量为 24 gpm ( 90.9 升 / 分钟 ) 2.14.7 第一次大流量循环 循环 3060 分钟 每根 4 的压力容器流量为 81
15、0 gpm ( 30.337.9 升 / 分钟 ) 每根 8 的压力容器流量为 3540gpm ( 132.5151.4 升 / 分钟 ) 2.14.8 浸泡 ( 选择使用 ) 对于 CPA 、 ESPA 和 CAB 膜的轻度污染可浸泡 12 小时 对于严重污染的 CPA 膜，需浸泡过夜 ( 为保持温度可能需要维持正常流量 10% 的循环流量 ) 浸泡有利于污染物的去除 应当在必须的情况下才进行浸泡，原则上应尽量减少化学试剂与膜的接触时间 2.14.9 第二次高流量循环 ( 选择使用 ) 循环 1560 分钟 按需要浸泡及循环 2.14.10 冲洗 使用与清洗溶液 pH 值及温度相同且与系统容积相同量的反渗透产品水冲洗，并将出水排入下水通道 然后使用未调节过的反渗透产品水反复冲洗 保证化学清洗液全部被洗出 2.14.11 使用第一种杀菌溶液 ( 选择使用 ) 按照标准配制杀菌液 采用中等流量在已清洗各段
