反渗透膜的清洗、消毒及保存

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：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

4.1 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 10~15%

· 当标准化后的产水水质比上次清洗后降低 10~15%

· 当标准化后的压降比上次清洗后增加 10~15%

· 在长期停用前

· 作为日常的维护

4.2 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种污染物的混合物

4.3 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

4.4 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 4~10

· 对 CPA 、 ESPA 、膜最大 pH 范围为 2~12

· 在推荐温度清洗，一般在 30~40 ℃ 下清洗最好

· 需要考虑排放对环境的影响

· 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

4.5 复合膜最常用的清洗配方

4.6 醋酸膜最常用的清洗配方

4.7 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 10~12 的碱性溶液和 40 ℃ 温度有助于硅垢的去除

4.8 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。

4.8.1 解决办法一

· 低 pH 清洗

· 高 pH 清洗

· 生物杀菌剂消毒

4.8.2 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 20~30 分钟

4.9 细菌的控制和杀除

4.9.1 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

4.10 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

4.11 杀菌剂的杀菌速度 ( 条件为 20 ℃ 时去除 99.9999% 的孢菌 )

4.12 复合膜 ( CPA, ESPA, ESNA ) 元件消毒用杀菌剂

4.12.1 甲醛

· 剂量： 0.1~1.0%

· 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

4.12.2 异噻唑啉

· 剂量： 15~25ppm

· Rohm & Haas ( 罗门哈斯 ) 的 “ Kathon ” 或 Betz 公司的 “ Simicide C-68 ”

· 可用做长期贮存时的杀菌液

4.12.3 亚硫酸氢钠

· 剂量： 500ppm ，使用 30~60 分钟

· 1.0% 的溶液可用于长期贮存

4.12.4 过氧化氢 / 过乙酸

· 剂量： 0.2% ( 两种化合物之和 )

· pH ： 3~4 ( 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 20~30 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

4.13 醋酸膜 ( CAB 膜消毒用杀菌剂 )

4.13.1 游离氯

· 剂量：在 pH 值 5~6 时，采用 0.1~1.0ppm 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

· 0.1~1.0ppm 的溶液可以用做长期贮存时的杀菌剂

4.13.2 甲醛

· 剂量： 0.1~1.0%

· 可用做长期贮存时的杀菌剂

4.13.3 异噻唑啉

· 剂量： 15~25ppm

· 可用于长期贮存时的杀菌剂

4.14 反渗透系统化学清洗的一般方法

4.14.1 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

4.14.2 清理清洗装置

· 如水箱、管路、新使用的保安过滤器等

4.14.3 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

4.14.4 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 10~15psi ，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

4.14.5 低流量循环

· 循环 5~15 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

4.14.6 中等流量循环

· 循环 5~15 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 )

4.14.7 第一次大流量循环

· 循环 30~60 分钟

· 每根 4 ″ 的压力容器流量为 8~10 gpm ( 30.3~37.9 升 / 分钟 )

· 每根 8 ″ 的压力容器流量为 35~40gpm ( 132.5~151.4 升 / 分钟 )

4.14.8 浸泡 ( 选择使用 )

· 对于 CPA 、 ESPA 和 CAB 膜的轻度污染可浸泡 1~2 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

4.14.9 第二次高流量循环 ( 选择使用 )

· 循环 15~60 分钟

· 按需要浸泡及循环

4.14.10 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

4.14.11 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的反渗透装置中循环 15~60 分钟

· 浸泡 1~2 小时或按需要而定

· 用反渗透产品水冲洗

4.14.12 利用第二种清洗液进行清洗 ( 选择使用 )

· 先用低 pH 溶液清洗，再用高 pH 溶液清洗

4.14.13 使用第二种杀菌溶液 ( 选择使用 )

4.14.14 最终冲洗

· 通常冲洗 10~30 分钟

· 使用经过前处理的进水低压冲洗

· 直至浓水不再有气泡

· 直至浓水电导与进水电导相同

4.14.15 运行前冲洗

· 与正常运行操作条件相同，但是产品水排入下水通道直至产水水质达到所需标准

4.15 复合膜 ( ESPA 、 CPA ) 在反渗透压力容器中的保存

4.15.1 ESPA 、 CPA 膜的短期保存

· 通常保存时间为 1~5 天 ( 由细菌的繁殖活性决定 )

· 使用给水进行正常的停运冲洗和排气

· 每 5 天重新冲洗一次 ( 最多保存 30 天 )

· 使用 1% 的亚硫酸氢钠溶液冲洗可以减少生物污染的可能性

4.15.2 ESPA 、 CPA 膜的长期保存

· 通常指 30 天以上的保存

· 清洗反渗透膜元件

· 使用适宜的杀菌剂冲洗及保存 ( 0.15% 异噻唑啉， 1% 亚硫酸氢钠或 0.1~1.0% 甲醛 )

· 如果温度＜ 27 ℃ ，每 30 天使用杀菌剂再冲洗及保存

· 如果温度＞ 28 ℃ ，每 15 天使用杀菌剂再冲洗及保存

4.16 醋酸膜 ( CAB ) 在反渗透压力容器中的保存

4.16.1 CAB 膜的短期保存

· 通常间隔时间为 1~5 天 ( 由细菌的繁殖活性决定 )

· 进行正常的停运冲洗及排气

· 使用酸化的进水

· 在进水和浓水中保持 pH5~6 和 0.1~0.5ppm 的余氯

· 每 2 天重新冲洗 ( 最多保存 30 天 ) 一次

4.16.2 CAB 膜的长期贮存

· 通常指 30 天以上的保存

· 清洗反渗透膜元件

· 使用适宜的杀菌剂冲洗及保存 ( 0.15 异噻唑啉， 1% 亚硫酸氢钠 0.1~1.0% 甲醛 )

· 如果温度＜ 27 ℃ ，每 30 天使用杀菌剂再冲洗及保存

· 如果温度＞ 28 ℃ ，每 15 天使用杀菌剂再冲洗及保存