解析反渗透膜的污染测定及清洗方法

反渗透膜的污染测定及清洗方法
 

　　1. 反渗透膜元件的污染物

　　在正常运行一段时间后，反渗透膜元个会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中*常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。表 1 列出了常见污染物对膜性能的影响。

　　2. 反渗透膜污染物的去除

　　反渗透膜污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。

　　2.1 在正常压力下如产品水流量降至正常值的 10 ～ 15% 。

　　2.2 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了 10 ～ 15% 。

　　2.3 产品水质降低 10 ～ 15% 。盐透过率增加 10 ～ 15% 。

　　2.4 使用压力增加 10 ～ 15%

　　2.5 RO 各段间的压差增加明显 ( 也许没有仪表来监测这一迹象 ) 。

　　3. 常见污染物及其去除方法：

　　3.1 碳酸钙垢

　　在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现而导致给水 PH 升高，那么碳酸钙就有可能沉积，出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水 PH 至 3.0 ～ 5.0 之间运行 1 ～ 2 小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或通宵浸泡。

　　注：应确保任何清洗液的 PH 不要低于 2.0 ，盃则可能会对反渗透膜元件造成损害，特别是在温度较高时更应注意，*高的 PH 不应高于 11.0 。查使用氨水来提高 PH ，使用硫酸或盐酸来降低 PH 值。

　　3.2 硫酸钙垢

　　清洗液 2( 参见表面化 ) 是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的*佳方法。

　　3.3 金属氧化物垢

　　可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物 ( 例如氢氧化铁 ) 。

　　3.4 硅垢

　　对于不是与金属化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法才能将他们去除，有关的详细方法清与海德能公司联系。

　　3.5 有机沉积物

　　有机沉积物 ( 例如微生物粘泥或霉斑 ) 可以使用清洗液 3 去除，为了防止再繁殖，可使用经海德能公司认可的杀菌溶液在系统中循环、浸泡，一般需较长时间浸泡才能有效，如反渗透装置停用三天时，*好采用消毒处理，请与海德能公司会商以确定适宜的杀菌剂。

　　3.6 清洗液

　　清洗反渗透膜元件时建议采用表 2 所列的清洗液。确定清洗前对污染物进行化学分析十分重要的，对分析结果的详细分析比较，可保证选择*佳的清洗剂及清洗方法，应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条件下，找出*佳的清洗方法提供依据。

　　对于无机污染物建议使用清洗液 1 。对于硫酸钙及有机物建议使用清洗液 2 。对于严重有机物污染建议使用清洗液 3 。所有清洗可以在*高温度为华氏 104 度 ( 摄氏 40℃) 下清洗 60 分钟，所需用品量以每 100 加仑 (379 升 ) 中加入量计，配制清洗液时按比例加入药品及清洗用水，应采用不含游离氯的反渗透产品水来配制溶液并混合均匀。

　　【反渗透膜的化学清洗与水冲洗】

　　清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环，此时膜元件仍装压力容器内而且需要用专门的清洗装置来完成该工作。

　　清洗反渗透膜元件的一般步骤：

　　1. 用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱 ( 或相应水源 ) 打入压力容器中并排放几分钟。

　　2. 用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。

　　3. 将清洗液在压力容器中循环 1 小时或预先设定的时间，对于 8 英寸或 8.5 英寸压力容器时，流速为 35~40 加仑 / 分钟 (133~151 升 / 分钟 ) ，对于 6 英寸压力容器流速为 15~20 加仑 / 分钟 (57~76 升 / 分钟 ) ，对于 4 英寸压力容器流速为 9~10 加仑 / 分钟 (34~38 升 / 分钟 )

　　4. 清洗完成以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。

　　5. 用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱 ( 或相应水源 ) 打入压力容器中并排放几分钟。

　　6. 在冲洗反渗透系统后，在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统，直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂 ( 通常需 15~30 分钟 ) 。

　　【反渗透膜污染密度指数 SDI 的测定方法】

　　1. 测试仪器的组装

　　1.1 按图1组装测试装置：

　　1.2 将测试装置连接到 RO 系统进水管路取样点上;

　　1.3 在装入滤膜后将进水压力调节于 30psi 。在实际测试时，应使用新的滤膜。

　　为获取准确测试结果，应特别注意下列事项：

　　A. 在安装滤膜时，应使用扁平镊子以防刺破滤膜

　　B. 确保 O 型密封圈清洁完好并安装正确

　　C .避免用手触摸滤膜

　　D. 事先冲洗测试装置，去除系统中的污染物

　　2. 测试步骤

　　2.1 记录测试温度。在试验开始至结束的测试时间内，系统温度变化不应超过 1 ℃

　　2.2 排除滤池中的空气压力。根据滤池的种类，在给水球阀开启的情况下，或打开滤池上方的排气阀，或拧松滤池夹套螺纹，充分排放。

　　2.3 用带有刻度的 500ml 量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量。

　　2.4 全开球阀，测量从球阀全开满 100ml 和 500ml (注1) 水样的所需时间并记录。

　　2.5 五分钟后，再次测量收集 100ml 和 500ml 水样的所需时间，十分钟及十五分钟后再分别进行同样测量。

　　2.6 如果接取 100ml 水样所需的时间超过 60 秒，则意味着约 90% 的滤膜面积被堵塞，此时已无需再进行实验

　　2.7 再次测量水温以确保与实验开始时的水温变化不超过 1 ℃。

　　2.8 实验结束并打开滤池后，*好将实验后的滤膜保存好，以备以后参考。

　　3. 计算公式：

　　SDI = P 30 / T t = 100 × ( 1 - T i / T f ) / T t

　　式中：

　　SDI ——污染密度指数

　　P 30 ——在 30psi 给水压力下的滤膜堵塞百分数

　　T t ——总测试时间，单位为分钟。通常 Tt 为 15 分钟，但如果在 15 分钟内即有 70% 的滤膜面积被堵塞 ( 注 2) ，测试时间就需缩短

　　T i ——*次联样所需时间

　　T f —— 15 分钟 ( 或更短时间 ) 以后取样所需时间

　　注 1： 接取 500ml 水样所需时间大约为接取 100ml 水样需时间的 5 倍。如果接取 500ml 所需时间远大于 5 倍，则在计算 SDI 时，应采用接取 100ml 所用的时是。

　　注 2： 为了精确测量 SDI 值， P30 应不超过 75% ，如果 P30 超过 75% 应重新试验并在较短时间内获取 Tf 值。