超滤、反渗透化学清洗、日常维护

除盐水讲义



李萍


2013年3



一，超滤膜的过滤原理
超滤膜通常由表面一层非常薄而致密的皮层和该皮层底下多孔的不对称支撑层构成。致密皮层为功能层，起到过滤和截留污染物的作用。正是这层机械屏障有效地防止了大分子物质和微生物通过滤膜。这些被滤膜系统保留和阻挡下来的物质在浓水排放、反冲洗或清洗中脱离开系统。超滤是一种流体在膜表面的切向流动，其利用较低的压力驱动并按溶质的分子量大小来分离和过滤，是一种物理分离过程，不发生任何相变 。

超滤膜的孔径大约在0.002至0.1微米范围内（MWCO约为1,000-500,000）。溶解物质和比膜孔径小的物质将作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质被慢慢浓缩于排放液中。因此产水（透过液）将含有水，离子，和小分子量物质，而胶体物质，大分子物质，颗粒，细菌，病毒和原生动物等将被膜截留，通过浓水排放、反冲洗和化学清洗而去除。超滤膜可反复使用并可用普通的清洗剂清洗。

科氏公司超滤膜件是将中空纤维膜丝组装在膜壳内，然后两端进行封装。原水沿膜纤维内部流入，与滤膜表面呈平行向流动。原水能够流经每一根中空纤维，从组件一端流到另一端，不会与过滤后的水接触。过滤后的水或称透过液出口是一支多孔的中心管。透过液自中空纤维丝流出汇集到这一中心管中，然后经膜件两端分别流出，如下图所示。
二，超滤的回收率
超滤系统的回收率有运行回收率和系统净回收率之分。运行回收率是指包括反洗用水在内的所有超滤产水与原水的比例；系统净回收率是指扣除了反洗、正洗之后的净产水与原水的比例，净回收率可定义为：
％净回收率＝净产水/进水×100
总的来说，大多数水处理应用的系统净回收率在85~92％之间。回收率由原水中的悬浮物，胶体微生物浓度及水源等条件来决定。
三，膜组件的化学清洗
碱液－NaOH，一般浓度为50％， 在化学清洗过程中，将其用软水稀释至0.5‰（pH=12左右），然后在膜件内循环清洗。可单独使用也可与氯混合使用。清洗温度为27-40oC。
次氯酸钠－NaClO，200ppm的次氯酸钠溶液可对膜进行杀菌消毒，一般和碱混合使用。如果单独使用次氯酸钠清洗，务必将pH值提高到9.5至12，这样既可以保护膜，同时操作也更安全。
柠檬酸－用于周期性的去除膜面上沉积的金属污垢。酸的浓度控制在pH=2~

3。
四，膜件清洗步骤
碱液清洗
加热水（< 60mg/l, CaCO3 硬度）至30-40℃之间。
在标准压力和流量下让热水在系统内循环。
缓慢加入碱（NaOH）至pH值12（- 0.5‰重量比NaOH）。
在系统内循环碱液20-30分钟。
排放清洗液，用10-30℃之间的净水将系统彻底冲洗干净
碱/氯清洗
加热水（< 60mg/l, CaCO3 硬度）至30-40℃之间。
在标准压力和流量下让热水在系统内循环。
缓慢加入碱（NaOH）至pH值12（- 0.5‰重量比NaOH）。
加入液氯（NaOCl）使总氯浓度至200mg/l。
循环碱/氯液20-30分钟。检查碱/氯液浓度，在需要时加入NaOCl以保持总氯浓度。
排放清洗液，用10-30℃之间的净水将系统彻底冲洗干净

酸液清洗
加热水（< 60mg/l, CaCO3 硬度）至30-40℃之间。
在标准压力和流量下让热水在系统内循环。
缓慢加入柠檬酸（固体）将pH值调至2.5。
循环酸液20-30分钟。
排放清洗液，用10-30℃之间的净水将系统彻底冲洗干净。
五，超滤膜元件
六，运行注意事项
在任何时候都必须保持超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，都将造成膜组件不可逆损坏。
每次停运必须对设备进行反洗才能进入备用状态。
任何情况生水泵出口或进膜压力高于0.3MPa则停止超滤系统运行。
任何情况下自动阀触发信号30 SEC不动作或不到位则关闭进水阀并停止生水泵运行，发出警告信号提示。
任何情况下超滤的过滤压差超过0.16MPa则停止超滤系统运行。
任何情况下超滤的进水温度超过45℃则停止超滤系统运行。
超滤采用单通式错流过滤，控制浓水排放量为5％。
检查电机及水泵的声音、温度、油位是否正常，加药泵加药量是否正确。
七，超滤膜元件技术参数表
八，超滤对进水水质的要求
浊度小于5mg/L
PH值为2～10
余氯小于2mg/L
水温5～40℃
九，反渗透运行的注意事项
运行前容器内必须先注满水，禁止无水直接启动，在反渗透系统产水达到额定流量时，可适当降低膜压力和回收率，这样有利于膜的长期运行。
十，反渗透脱盐率降低的原因 、常见的污染物质
原水水质变化电导率升高，预处理装置故障，进水SDI超标，膜污堵，膜组件内漏。
碳酸盐垢、锰铁金属氧化物、硫酸盐、硅酸盐、有机物胶体、细菌微生物等。
十一，SDI的检测
反渗透预处理中采用污泥密度指数（ SDI ），有时也称为污染指数（FI）,用来判断进水中胶体和颗粒物质的污染程度。在RO系统日常运行中，建议每天测定3次结果供分析，东丽的设计导则要求进水的SDI ≤5
SDI是在2.1kg/cm2的给水压力下，单位时间与单位面积内0.45um特定虑膜被污的百分率。测定方法如下：

将SDI 测试

装置与测试点连接（测定点通常选在压力稳定的RO低压进水口前）；
将微滤膜片装入测试过滤器并将给水的压力稳定在2.1kg/cm2之内（注意：膜片正向平展置于测试仪内，用少量净水将膜片完全湿润，不容许有气泡存在在于膜片与测试仪之间，以免影响测试效果）
在过滤器下放置一只500ml量筒，准备收集过滤水；
开阀门，测定收集500ml水测定样所需时间Ti，并使水继续流；
15分钟后，在测定收集500ml水样所需时间Tf；（如果收集100ml水样的时间超过60秒，则表明膜面被污毒，无需再继续测试）关闭阀门，将测试过滤器中的膜片去出以便进一步的分析；
计算公式如下; SDI＝ [1－ Ti／Tf] ×100 ／15

十二，超滤化学清洗药剂配比
超滤清洗药箱直径2.4m，高度2.4m，按照加水1.8m计算。
1、0.4%HCl，PH值控制在2~3，水温30~40℃。
31% HCl使用量：πR2h×0.4%/31%=3.14×1.22×1.8×0.4%/31%=0.105t=105kg
2、1-2%柠檬酸水溶液，PH值控制在3~4,水温30~40℃。
柠檬酸使用量：πR2h×2%=3.14×1.22×1.8×2%=0.162t=162kg 约6.5袋
3、0.1%NaOH＋0.2%NaCLO(有效氯计)。PH值控制在11~12，水温30~40℃。
片碱使用量：πR2h×0.1%=3.14×1.22×1.8×0.1%=0.0813t=81.3kg
NaCLO使用量：πR2h×0.2%/10%=3.14×1.22×1.8×0.2%/10%=0.0918t=91.8kg 约3.67桶
十三，反渗透化学清洗药剂配比
反渗透清洗药箱直径1.8m，高度2m，一段和二段分别清洗。按照加水1.7 m计算。每次配药量：
1、2%柠檬酸，用氨水调节pH至3.0~4.0，水温40℃。
柠檬酸使用量：πR2h×2%=3.14×0.92×1.7×2%=0.086t=86kg 约3.44袋
2、1%盐酸(HCl)(浓度31%)，缓慢加入盐酸调节pH至2.5，调高pH用氢氧化钠，35℃。
31% HCl使用量：πR2h×1%/31%=3.14×0.92×1.7×1%/31%=0.139t=139kg
3、0.1%氢氧化钠(片碱)， 缓慢加入氢氧化钠调节pH至11.5，调低pH时用盐酸，30℃。
片碱使用量：πR2h×0.1%=3.14×0.92×1.7×0.1%=0.004t=4kg
液碱使用量：πR2h×0.1%=3.14×0.92×1.7×0.1% /20%= =0.0216t=21.6kg

十四，反渗透装置运行
十五，巡检、中和水池超标通报
十六，控制卡的填写
操作卡填写完：操作人、当班班长、负责人不签字，再生完钠、硅的含量大部分是自己填写的，没有取样分析；