反渗透系统的化学清洗省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

一、反渗透化学清洗概述1/441、引言（1）在反渗透处理之前，要对供给水进行预处理，以尽可能地防止对膜表面地污染。最正确操作条件(产生流速、压力、回收率和PH值)对于降低膜表面污垢起到非常主要作用。一旦预处理过给水中含有较高SDI15(即使在允许范围内)值，伴随运行时间增加，反渗透膜表面会有悬浮物、胶体和盐垢等沉淀产生污垢。污垢将会造成膜元件性能下降，详细表现为较低产水流量和(或)较高溶质透过率和(或)供给水和浓水之间压差增大等。一、反渗透化学清洗概述2/441、引言（2）下列图说明了膜元件早实际运行中流量会随时间增加而降低，重复(定时)清洗能够最大程度恢复系统性能。不过在大多数情况下，污垢去除将会带来暂时缓解，正如图“锯齿”模式所阐述。一、反渗透化学清洗概述不受污染时期望流量受污染及周期性清洗时实际流量周期性清洗运行时间产水流量3/442、反渗透系统清洗说明（1）2.1清洗时间确实定为了使清洗工作取得最好效果，膜元件必须在产生大量污垢前进行清洗。假如清洗工作延误太晚，那么将非常困难或者不可能从膜表面上彻底去除污垢并重新恢复性能至初始状态。当进水和浓水之间标准化压差上升了15%，或标准化产水量降低了10%，或标准化盐透率增加了5%时，应该对膜系统进行清洗。一、反渗透化学清洗概述4/442、反渗透系统清洗说明（2）2.2污垢类型确实定在清洗之前确定膜表面污垢类型时非常主要。进行污垢类型确定最好方法是对SDI测试膜片上所搜集是我残留物进行化学分析，以确定污染物主要类型，方便进行针对性化学清洗。在不能采取化学分析情况下，能够依据SDI测定情况，测试膜片上残留物颜色、密度，然后对污垢进行分类。比如，呈褐色残留物引导我们判断是否为铁污垢；白色残留物则可能是硅、砂质粘土、钙垢等；晶状体外形是无机胶体、钙垢一个特征；生物污垢或者有机污垢，除了从气味分析判断外，通常还能够看出这类污染物展现粘稠状。一、反渗透化学清洗概述5/442、反渗透系统清洗说明（3）2.3清洗程序选择确定了膜表面污染物，那么就必须选择正确清洗程序。假如认为污垢为金属氢氧化物，比如：含铁氢氧化物、或者钙垢，那么能够采取柠檬酸清洗；假如确定主要污垢为有机物或者微生物，那么提议使用碱性清洗方法。一、反渗透化学清洗概述6/442、反渗透系统清洗说明（4）2.4清洗有效性评定上面只是简明介绍了几个清洗程序。恪守所提议清洗方法，通常都会得到很好效果，如整个膜系统压差应该减小到初始值，产水流量和脱盐率能够得到恢复。假如清洗之后系统性能没有得到足够地改进，那么提议采取另外推荐方法，这么可能会得到比较理想结果。污染轻易附在膜表面或者在进水流到中。在许多案例中，去除膜污染需要采取几个连续清洗方法。适宜地交替使用清洗剂清洗方法比单独使用任何一个药剂进行清洗愈加有效。一、反渗透化学清洗概述7/443、不使用化学物质清洗程序（1）采取低压、高流量冲洗方法来去除膜表面最普通灰尘。在显著性能衰减之前使用该法方，对于消除轻度有机物污染也是非常有效。最好在反渗透系统停机后冲洗几个小时，方便于从膜表面分离污垢层。一、反渗透化学清洗概述8/443、不使用化学物质清洗程序（2）普通冲洗操作条件以下：一、反渗透化学清洗概述冲洗用水与处理过给水压力低压(0.1-0.2MPa)流速尽可能高流速，每支容器压差最大为0.2MPa每支容器最大给水流量8英寸元件：200L/min4英寸元件：50L/min温度<35℃冲洗时间0.5-1.0小时分别冲洗每支容器不要再循环使用冲洗水9/444、化学清洗药剂选择与条件（1）清洗所用污染物质与污染相互作用，经过溶解或分离，从而从膜表面去除掉污染物。该方法通常在冲洗后采取。定时进行化学清洗以及在系统出现重大故障之前进行预防性维护是非常好做法。在化学清洗之后，使用与处理过原水或产水(最好采取)将污染物彻底地冲洗出RO系统一、反渗透化学清洗概述10/44表1.1清洗注意事项（1）一、反渗透化学清洗概述化学清洗如表1.2所列清洗药剂配置用水软化水或产品水，物重金属、余氯或者其它氧化剂清洗药计量每支8英寸元件：40-80L(取决于污垢程度)每支4英寸元件：10-20L(取决于污垢程度)清洗操作压力较低压力(0.1-0.3MPa)，通常不超出0.4MPa清洗流速每支8英寸压力容器：6-9m/hr每支4英寸压力容器：1.8-2.3m/hr3311/44表1.1清洗注意事项（2）一、反渗透化学清洗概述清洗液温度尽可能高，不过最高温度为45℃，通常选择为30-35℃，假如清洗溶液温度超出45℃，应安装了冷却设备。清洗类型每支压力容器分别交替进行再循环和浸泡循环周期提议每0.5-1小时(重复2-3次)浸泡时间2-二十四小时(取决于污垢程度)清洗方法最好进行分段清洗清洗时间最少1-2小时，取决于污染程度于应用清洗方法12/44表1.2反渗透膜化学清洗剂选择（1）一、反渗透化学清洗概述污染物首选化学清洗剂清洗条件备选化学清洗剂无机盐垢(如钙垢)0.2%HCl溶液PH值：1-2温度<38℃(1)2.0%柠檬(最好浸泡过夜)(2)1.0%Na2S2O4(3)0.5%磷酸金属氧化物(如铁、铝等)1.0%Na2S2O4溶液温度<35℃(1)0.5%磷酸(2)2.0%柠檬酸不溶于酸垢(CaF2、BaSO4、SrSO4、CaSO4)0.1%NaOH溶液+1.0%Na4EDTA溶液PH值：11-12温度<30℃SHMP浓度1%13/44表1.2反渗透膜化学清洗剂选择（2）一、反渗透化学清洗概述无机胶体(如淤泥)0.1%NaOH溶液+0.025%Na-SDSPH值：11-12温度<30℃硅垢0.1%NaOH溶液+0.025%Na-SDSPH值：11-12温度<30℃0.1%NaOH溶液+1.0%Na4EDTA溶液微生物0.1%NaOH溶液+0.025%Na-SDSPH值：11-12温度<30℃0.1%NaOH溶液+1.0%Na4EDTA溶液有机物0.1%NaOH溶液+0.025%Na-SDS通常作为第一步清洗PH值：11-12温度<30℃0.2%HCl溶液通常作为碱洗后第二步清洗注释：上述百分数均为其有效成份质量百分比；SHMP指六聚偏磷酸钠盐；Na-SDS指十二烷基磺酸钠；Na4EDTA指乙二胺四乙酸四钠14/444、化学清洗药剂选择与条件（2）说明(1)对于细菌污染物采取消毒和清洗剂清洗是最终效。首先进行消毒，然后进行清洗剂去污处理。(2)对于各种污染物同时并存情况，通常需要各种清洗方法结合才能到达良好效果。清洗次序普通是先进行除铁清洗，然后进行酸性清洗，再进行碱性清洗。(3)假如清洗后脱盐率步理想，能够再使用酸性药剂对膜表面进行冲刷，最终用预处理后水(最好是RO产品水)将清洗液彻底冲洗洁净。一、反渗透化学清洗概述15/44二、几个经典清洗与消毒方法16/441、柠檬酸清洗程序（1）1.1膜元件冲洗在采取柠檬酸溶液进行清洗之前，先用软化水或者RO产品水对膜元件进行冲洗是非常必要。1.2清洗溶液配置(1)用水充满清洗水箱用无氧化剂软化水或者RO产品水充满清洗水箱。清洗水量由反渗透系统膜元件尺寸和污垢程度来决定(请参考上表1.1)。二、几个经典清洗与消毒方法17/441、柠檬酸清洗程序（2）(2)溶解柠檬酸向清洗水箱中添加柠檬酸(白色粉末)，对溶液进行连续搅动，使柠檬酸快速和充分溶解，使柠檬酸溶液浓度到达2%(质量百分比)。在添加药品之前，将大块药品敲碎，以防止对搅拌器和水泵造成损坏。

比如：配制1,000升溶液，需要用掉20kg柠檬酸药品。二、几个经典清洗与消毒方法18/441、柠檬酸清洗程序（3）(3)使用氨水(NH3)或者应氧化钠(NaOH)将溶液PH值调整到指定数值。在搅拌过程中，溶液PH值用氢氧化钠来调整。必要时候，使用排气系统吹散释放出来氨气气体，将氨气气体释放降低到最小。将溶液PH值调整到3.5，所需要氢氧化氨(NH4OH)量们能够经过所加柠檬酸量近似成百分比地计算出，公式以下：氢氧化氨量(100%)=0.1×柠檬酸量(100%)，单位为kg比如，假如计算得到柠檬酸为20.4kg，那么所需要氢氧化钠量(30%质量比)是6.8kg=(0.1×20.4)/0.3二、几个经典清洗与消毒方法19/441、柠檬酸清洗程序（4）1.3清洗溶液循环将清洗溶液进行低压循环，压力大约0.1MPa。要排放最初10-15%清洗溶液，因为这部分溶液含有较高浓度污染物，不应重复使用。在允许范围之内，水温越高越好，有利于取得更加好清洗效果。注释：清洗温度不要超出35℃。对于清洗来说，长时间溶液循环是可取，不过循环时间会受到水温升高限制。二、几个经典清洗与消毒方法20/441、柠檬酸清洗程序（5）将膜元件浸泡在清洗溶液中，这对于溶解金属污垢是非常有效做法。提议重复浸泡，而且交替进行溶液循环。假如清洗溶液中含铁柠檬酸盐足量，那么溶液颜色将变成黄绿色。假如溶液颜色范围趋向于深黄色或者红褐色，说明全部柠檬酸都已经于金属离子相结合。这种情况下，清洗溶液应该进行排放，重新配置清洗溶液，继续并完成清洗工作。二、几个经典清洗与消毒方法21/441、柠檬酸清洗程序（6）1.4残留液清洗排放全部清洗溶液，将清洗水箱完全排空，使用与处理产水或者RO产品水，从压力容器和管道中彻底去除和冲洗掉全部残留清洗溶液。二、几个经典清洗与消毒方法22/441、柠檬酸清洗程序（7）1.5柠檬酸特点外表：白色晶状粉末，没有块状物PH值：1.7（100g/l水溶液，20℃）密度：1.665g/cm（18℃）主要成份：(HOOCCH2)2C(OH)COOH安全性防范：头刺激性，较低潜在危险性二、几个经典清洗与消毒方法323/442、十二烷基磺酸钠(Na-SDS)清洗剂清洗程序（1）2.1膜元件冲洗在使用十二烷基磺酸钠(Na-SDS)溶液进行冲洗之前，先用软化水或者RO产品水对膜元件进行冲洗是非常必要。2.2清洗溶液配置配置0.025%(质量百分比浓度)十二烷基磺酸钠和0.1%(质量百分比浓度)NaOH溶液，控制溶液温度小于30℃，其PH值控制范围在PH12以内。此种方法最好作为系统第一化学清洗。二、几个经典清洗与消毒方法24/442、十二烷基磺酸钠(Na-SDS)清洗剂清洗程序（2）2.3清洗溶液循环将清洗溶液进行低压循环，压力大约0.1MPa。要排放最初10-15%清洗溶液，因为这部分溶液含有较高浓度污染物，不应重复使用。在允许范围之内，水温越高越好，有利于取得更加好清洗效果。注释：清洗液温度不要超出35℃。对于清洗来说，长时间溶液循环是可取，不过循环时间会受到水温升高限制。将元件浸泡在清洗溶液中，这对于溶解金属污垢是非常有效做法。提议重复浸泡，而且交替进行溶液循环。二、几个经典清洗与消毒方法25/442、十二烷基磺酸钠(Na-SDS)清洗剂清洗程序（3）2.4残留液清洗排放全部清洗溶液，将清洗水箱完全排空。使用预处理产品水或者RO产品水，从压力容器和管道中彻底去除和冲洗掉全部残留清洗溶液。二、几个经典清洗与消毒方法26/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(1)3.1膜元件冲洗在清洗程序开始之前，先用软化水或者RO产品水对膜元件进行冲洗时非常必要。3.2浓度为1%SHMP溶液配置(1)清洗水箱注水用无氧化剂软化水或者RO产品水充满清洗水箱。清洗水量由反渗透系统膜元件尺寸和污垢程度来决定(请参考表1.1)二、几个经典清洗与消毒方法27/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(2)(2)溶解SHMP向水中添加SHMP(白色粉末)，小批量逐步添加，以到达1.0%浓度(质量百分比)溶液。使用搅拌器连续搅拌溶液，使化学药品均匀混合。

比如：配置1,000升清洗溶液，需要10kgSHMP。(3)添加盐酸迟缓将盐酸(HCl)添加到SHMP溶液中，知道溶液PH值到达2。盐酸(HCl)是一个腐蚀性无机酸，在处理盐酸时要注意安全规则。二、几个经典清洗与消毒方法28/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(3)(4)校核PH值溶液PH值应该靠近，不过要大于2.假如在清洗期间溶液PH值升高超出3.5，则要添加盐酸(HCl)直到PH值恰好大于2.假如PH值降低到小于2，使用氢氧化钠(NaOH)进行调整。氢氧化钠(NaOH)是一个腐蚀性无机酸，在使用时要注意安全规则。二、几个经典清洗与消毒方法29/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(4)3.3清洗溶液循环当将清洗溶液进行低压循环，压力大约0.1MPa。要排放最初10-15%清洗溶液，因为这部分溶液含有较高浓度污染物，不应重复使用。在允许范围之内，水温越高越好，有利于取得更加好清洗效果。注释：清洗液温度不要超出35℃。对于清洗来说，较长时间水流循环周期是可取，不过循环周期会受到升高水温限制。二、几个经典清洗与消毒方法30/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(5)将元件浸泡在清洗溶液中，改进整个处理过程效果。对清洗溶液进行重复浸泡和循环(在1小时清洗循环过程中，每15分钟浸泡2次)处理是一个好方法。假如在循环过程中，溶液PH值上升到超出3.5，则要添加盐酸(HCl)直到溶液PH值返回到PH＞2范围内。假如溶液PH值快速上升并超出了3.5，则要排放清洗溶液，配制新清洗溶液，并重复上述清洗程序，已到达最正确清洗效果。二、几个经典清洗与消毒方法31/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(6)3.4残留液清洗排放全部清洗溶液，将清洗水箱完全排空。使用预处理产品或者RO产品水，从压力容器和管道中彻底去除和冲洗掉全部残留清洗溶液。二、几个经典清洗与消毒方法32/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(6)3.5SHMP特点外表：白色粉末，无气味PH值：PH值大约为7(1%水溶液)溶解性：几乎没有限制浓度：大约67%密度：0.95-1.05g/cm³(20℃)二、几个经典清洗与消毒方法33/443、六聚偏磷酸钠+盐酸清洗程序(7)注意：(1)在使用SHMP过程中，应该佩戴正常安全设施，比如手套和化学喷溅防护镜；(2)一旦眼睛接触到药品，马上用大量清水清洗眼睛并就医；(3)应该防止与皮肤长久接触，防止吸入粉尘；(4)在使用之前熟悉供给商MSDS。二、几个经典清洗与消毒方法34/444、反渗透/纳滤膜元件消毒方法(1)为了防止细菌繁殖，提议将膜元件浸没在消毒溶液中进行消毒。消毒液能够采取质量百分比浓度为0.2-0.3%甲醛溶液，由碳酸氢钠(NaHCO3)溶液将PH值调整到6-8。上述方法是最为有效消毒方法，而且在系统停机任何阶段都是能够使用。注意：因为甲醛含有一定毒性，所以使用甲醛时，一定要注意甲醛使用安全要求；膜元件在用甲醛溶液进行保留以前，必须在正常条件使用最少二十四小时，不然可能会造成产水流量大大降低。二、几个经典清洗与消毒方法35/444、反渗透/纳滤膜元件消毒方法(2)可供选择备选消毒溶液以及应用以下表所表示。在系统停机状态下，膜元件能够浸没在这些消毒溶液中。二、几个经典清洗与消毒方法消毒溶液浓度(ppm)处理连续时间(hr)*(1)A：过氧化氢(H2O2)*(3)2,000-10,0001*(2)B：亚硫酸氢钠5,000-10,000没有限制*(2)36/444、反渗透/纳滤膜元件消毒方法(3)假如不能对应系统应用甲醛进行消毒，提议使用以下替换溶液对UTC反渗透膜片进行消毒：二、几个经典清洗与消毒方法东丽RO膜片消毒溶液UTC-70低压反渗透膜溶液A或者BUTC-70U超低压反渗透膜溶液A或者BUTC-80高压海水淡化膜溶液B37/444、反渗透/纳滤膜元件消毒方法(4)说明：(1)与消毒溶液接触时间不能超出连续时间，防止性能下降；(2)使用A类消毒液在完成消毒以后，冲洗系统，并用符合要求清