CN102814123A

CN102814123A - 一种反渗透膜化学清洗方法

Info

Publication number: CN102814123A
Application number: CN2012103370340A
Authority: CN
Inventors: 涂孝飞; 杨彦科
Original assignee: Xi'an Xingyi Power Generation & Commissioning Co Ltd
Current assignee: Xi'an Xingyi Power Generation & Commissioning Co Ltd
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: CN102814123B

Abstract

本发明公开了一种反渗透膜化学清洗方法，采取酸洗和氯洗相结合的方式对被污染的反渗透膜进行化学清洗。首先利用柠檬酸对反渗透膜进行酸洗，去除膜表面的无机盐垢和金属离子，然后再采取氯洗技术对反渗透膜进行更深层次清洗，氯洗不仅能够很好的去除生物污堵，还能起到良好的杀菌效果。氯洗即在一定余氯浓度的条件下，利用双氧水溶液对膜进行化学清洗，通过多个现场酸洗和氯洗相结合清洗反渗透污染膜的实践证明，这项技术完全可以推广实施，并且对由于生物污堵产生的膜通量下降的反渗透系统效果尤为显著。

Description

一种反渗透膜化学清洗方法

技术领域

本发明涉及电厂锅炉补给水系统的反渗透系统，特别是一种反渗透膜化学清洗方法。

背景技术

目前，反渗透（RO）装置，越来越广泛地应用在工业生产上。反渗透装置的核心是膜组件，在运行过程中，即使选择了较合适的膜及进行了正常的系统运行及维护，膜的透水量也会随运行时间的增长而下降，即产生膜污染问题。

反渗透膜投入使用后，要受到水中杂物的污染，由于各地生产所用水源不同，原水处理方法不同，生产方法各异，致使反渗透膜受到不同程度的污染。胶体污堵、化学结垢、颗粒堵塞、生物污堵成为膜污染的主要原因。出现上述膜污染后，反渗透系统会出现压差升高快、产水量低、产水水质差、脱盐率下降的现象。

针对反渗透膜被污染后出现上述问题，现场均采取化学清洗技术对膜性能进行恢复。化学清洗方法主要有酸洗、碱洗、盐洗。根据被污染膜表面的垢样进行成分分析，之后采取相应措施对系统进行化学清洗，膜性能在很大程度上都能得到恢复。但对于生物细菌和有机物产生的污堵，通常的清洗措施还是很难处理。

反渗透系统现在被普遍应用于电厂锅炉补给水系统，作为水处理系统最初的除盐系统。如图1、图2所示，由预处理系统、反渗透装置、后处理系统、清洗系统、加药系统、电气及控制系统组成。原水通过预处理系统处理后，经反渗透给水泵1进入反渗透前置保安过滤器3，并在反渗透给水泵1的出口加入还原剂、杀菌剂、阻垢剂，经保安过滤器3过滤后，再通过反渗透高压泵4升压进入反渗透系统5，通过反渗透膜元件的作用，对原水进行最初的除盐，淡水全部汇集至淡水箱9再经后处理系统进行处理，浓水汇集至废水池。反渗透在运行期间需要进行定期的物理冲洗、化学清洗，从而保证反渗透系统能够长期高效、安全、经济运行。反渗透系统的所有操作均由电气及控制系统进行自动控制。

发明内容

针对现有反渗透膜化学清洗系统中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种反渗透膜化学清洗方法。该方法利用柠檬酸对反渗透膜进行酸洗，去除膜表面的无机盐垢和金属离子，然后再采取氯洗技术对反渗透膜进行更深层次清洗，氯洗不仅能够很好的去除生物污堵，还能起到良好的杀菌效果。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种反渗透膜化学清洗方法，该方法包括下述步骤：

第一步：柠檬酸酸洗

1）启动反渗透给水泵，采用其预处理系统产水对反渗透装置进行冲洗5~10min；

2）柠檬酸清洗药液配制：启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，按照质量比在清洗药箱中溶解晶体柠檬酸药剂，加入氨水调节清洗药液pH 2.5-3.0，清洗药液温度28℃~30℃；

3）低流量向反渗透装置中输入上述柠檬酸清洗药液；

4）当浓水排放口检测到接近清洗药箱中柠檬酸浓度、pH值和温度时，即可对反渗透装置进行循环清洗30min~60min；

5）停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在柠檬酸清洗药液中，浸泡1-2h；

6）重复步骤4）再次对反渗透装置进行循环清洗30min~45min；

7）停止柠檬酸化学清洗，采用其预处理系统产水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为20℃~25℃，冲洗时间1h~1.5h；

8）测定反渗透装置膜表面的金属离子浓度含量接近0~0.01mg/L时，冲洗完毕，否则，重复步骤1~7）；

第二步：氯洗

1）氯洗药液配制：对清洗药箱进行满水置换，进行氯洗药液的配置；启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，按照质量比向清洗药箱里加入NaClO药剂，再按照质量比加入H₂O₂，然后用HCl调节pH至3~4，清洗温度为20℃~25℃；

2）低流量向反渗透装置中输入上述氯洗药液；

3）当浓水排放口检测到接近药箱中氯洗药液浓度、pH值和温度时，即可对反渗透装置进行循环清洗15~20min；

4）停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在清洗液中，浸泡2h~12h；

5）采用其预处理系统产水对渗透装置进行冲洗45min~60min，即完成反渗透膜化学清洗过程。

进一步的，所述方法中，柠檬酸清洗药液按照下述质量比的原料配制而成，按照每立方米容器量计：

晶体柠檬酸20kg/m³，氨水5kg/m³，其余为水。

进一步的，所述方法中，氨水质量浓度为25%。

进一步的，所述方法中，氯洗药液按照下述质量比的原料配制而成，按照每立方米容器量计：

NaClO 5kg/m³，H₂O₂ 2kg/m³，其余为水。

进一步的，所述方法中，柠檬酸酸洗，再氯洗，通过酸洗和氯洗的有机结合，对反渗透膜进行彻底化学清洗。

本发明具有下述特点：

1、本发明完全利用的是反渗透装置的的正式系统，不需要进行临时系统的安装，系统利用率高；

2、本发明对反渗透系统采取酸洗与氯洗方式相结合，能够彻底对反渗透进行清洗，同时采用NaClO和H₂O₂还能对反渗透系统膜进行杀菌和消毒，能够高性能的恢复膜元件的膜通量及脱盐率；

3、相对于现有技术不能对膜元件进行良好的清洗，导致膜元件的使用寿命快速缩短，从而大量更换膜元件，造成严重的经济损失的现象，本发明延长了膜元件的使用寿命，节约了经济成本；

4、清洗系统操作简单，清洗效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明反渗透运行系统结构示意图。

图2为本发明反渗透清洗系统结构示意图。

图中：1、反渗透给水泵；2、反渗透给水管线；3、保安过滤器；4、反渗透高压泵；5、反渗透装置；6、清洗液药箱管线；7、清洗液药箱浓水管线；8、清洗液药箱淡水管线；9、淡水箱；10、淡水箱冲洗水管线；11、反渗透装置管线；12、一级除盐系统管线；13、清洗药箱；14、清洗泵；15、清洗过滤器；16、液位计；17、搅拌器；18、加热器。

具体实施方式

如图1所示，本发明酸洗与氯洗相结合的反渗透膜化学清洗方法，完全利用正式系统进行整个清洗工艺的实施，图1和图2分别反渗透运行及清洗系统图。现对图中的清洗管路设计作出几点说明：

作为水处理系统最初的除盐系统，由预处理系统、反渗透装置、后处理系统、清洗系统、加药系统、电气及控制系统组成。该系统包括与预处理系统相连的反渗透给水管线2，反渗透管线2连通反渗透给水泵1，在反渗透给水泵1的出口设有添加还原剂、杀菌剂、阻垢剂口，反渗透给水泵1与保安过滤器3相连通，保安过滤器3通过反渗透高压泵4连通反渗透装置5，其中，反渗透高压泵4分别通过清洗液药箱管线6连通清洗过滤器15（参见图2），通过清洗液药箱浓水管线7连通清洗药箱13；反渗透装置5分别通过清洗液药箱淡水管线8连通清洗药箱13，通过反渗透装置管线11连通淡水箱9，淡水箱9分别通过淡水箱冲洗水管线10连通清洗过滤器15（参见图2），通过一级除盐系统管线12去一级除盐系统。

如图2所示，清洗药箱13上设液位计16、搅拌器17和加热器18，底部设废水箱，侧壁药液输出口通过清洗泵14与清洗过滤器15相连通。

原水通过预处理系统处理后，经反渗透给水泵进入反渗透前置保安过滤器，并在反渗透给水泵的出口加入还原剂、杀菌剂、阻垢剂，经保安过滤器过滤后，再通过反渗透高压泵升压进入反渗透系统，通过反渗透膜元件的作用，对原水进行最初的除盐，淡水全部汇集至淡水箱再经后处理系统进行处理，浓水汇集至废水池。反渗透在运行期间需要进行定期的物理冲洗、化学清洗，从而保证反渗透系统能够长期高效、安全、经济运行。反渗透系统的所有操作均由电气及控制系统进行自动控制。

本反渗透膜化学清洗方法，对系统清洗温度有严格的要求，为保证系统清洗期间系统温度能够恒定，在反渗透清洗系统清洗药箱内有电加热装置。

本反渗透膜化学清洗方法，采用晶体柠檬酸药品进行酸洗，因此有搅拌器促进药品的快速溶解。

本反渗透膜化学清洗方法，化学清洗工艺前期的冲洗利用反渗透冲洗水泵进行大流量系统冲洗，化学清洗工艺后期的冲洗则采用反渗透给水泵进行大流量的冲洗。

本反渗透膜化学清洗方法，可视酸洗及氯洗过程中清液药液及膜元件的清洗效果，决定是否采用分段清洗或者再次重复酸洗及氯洗过程，正常情况下则采用一段一次性化学清洗。

本发明给出了反渗透膜化学清洗方法，包括下述步骤：

第一步：柠檬酸酸洗

1）启动反渗透给水泵1，开启反渗透冲洗水进水阀、浓排阀、淡水排放阀，采用清水对反渗透装置5按照正常运行前冲洗流量进行冲洗5~10min，冲洗完成后对清洗药箱进行满水；

2）柠檬酸清洗药液配制：按照质量比20kg/m³于清洗药箱13中添加晶体柠檬酸药剂，保证药品溶解后柠檬酸浓度为2%，再用浓度为25%氨水5kg/m³调节清洗药液的pH为2.5-3.0，配制成柠檬酸清洗药液，清洗温度为28℃~30℃；

进行清洗药液的配置时，需计量反渗透装置容积与管线的体积，同时考虑20%的富裕度；配制开始时，启动清洗泵、搅拌器，开启清洗泵出口的再循环门，不断的循环过程中，先启动清洗药箱的电加热器，保证清洗药液的温度28℃~30℃，溶解晶体柠檬酸药剂在每立方米容器中浓度达到2%；

3）开启清洗泵14，在循环反渗透系统中，以较低的流速向反渗透装置输入柠檬酸清洗药液，其压力仅需达到补充进水至浓水的压力损失即可，即压力必须低到不会产生明显的渗透产水；低压置换操作能够最大限度的减低污垢再次沉积到膜表面，检测到浓水排放口盐酸浓度接近药箱中盐酸浓度即可，否则会出现清洗液被稀释的情况；

4）循环清洗：当浓水排放口检测到接近药箱中柠檬酸浓度、pH值和温度时，即可开启开启浓、淡水清洗液回清洗药箱13的手动门，同时关闭反渗透浓水阀、淡水阀，提高清洗泵出口压力及流量，对反渗透装置5进行正常清洗流量循环清洗。以正常清洗流量循环清洗30min~60min；

循环清洗过程中定时测定柠檬酸清洗药液的浓度和pH值，若pH值变化0.5则应加酸、碱进行调节，直到进出口柠檬酸清洗药液的浓度和pH值接近，循环清洗结束，该过程大约30min。如柠檬酸清洗药液过于浑浊，应重新配制新药液，重复清洗。

5）浸泡：停止清洗泵14的运行，让膜元件完全浸泡在柠檬酸清洗药液中，浸泡1-2h；但对于顽固的污染物，需要延长浸泡时间。为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量，为正常循环清洗流量的10%即可。

6）高流量循环：再按照比正常清洗循环流量高1~5m³/h的流量进行循环清洗30~45min，高流量能冲洗掉清洗下来的污染物；

7）冲洗：停止柠檬酸化学清洗，再用其预处理系统产水利用反渗透给水泵1对反渗透装置5进行酸洗工艺后期的大流量冲洗，冲洗温度为20℃~25℃，系统冲洗时间1h~1.5h；

8）测定反渗透系统5膜表面的金属离子浓度含量达到0~0.01mg/L时，冲洗完毕，否则，重复步骤1~7）；

第二步：氯洗

氯洗的关键是必须保证系统之前必须进行严格的酸洗，保证系统中的金属离能够被完全的去除，因此在氯洗之前采用柠檬酸对反渗透装置进行了严格酸洗，柠檬酸不仅能够对无机盐垢（CaCO3、MgCO3等）进行彻底的化学清洗，还能够通过其独特络合作用，对膜表面的金属离子进行络合去除，为氯洗创造最佳的清洗条件。在进行氯洗之前一定测定膜元件中金属离子的含量，保证金属含量接近为0mg/L。然后系统中加入0.5%的次氯酸钠溶液，进行循环均匀后，向系统中加入0.2%双氧水进行氯洗，氯洗的本质是保证系统中含有一定的余氯，然后通过加入双氧水进行循环清洗。；氯洗钱应先排尽清洗药箱中柠檬酸酸洗药液，并进行多次除盐水满水置换，保证清洗药箱干净，之后满水备用。

氯洗步骤如下：

1）氯洗药液配制：对清洗药箱进行满水置换，进行氯洗药液的配置；启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，按照质量比5kg/m³向清洗药箱里加入NaClO药剂、2kg/m³的H₂O₂，混合均匀，然后用HCl调节pH至3–4，清洗温度为20℃~25℃；

其配制过程为：启动清洗泵、搅拌器，开启清洗泵出口的再循环门，不断的循环过程中，向清洗药箱里倒入计算好量的NaClO药剂，循环均匀后测定其浓度为0.5%，再向里加入H₂O₂，循环均匀后测定其浓度为0.2%；

2）同柠檬酸洗步骤3），开启清洗泵14，在循环反渗透系统中，以较低的流速向反渗透系统中低流量输入氯洗药液；

3）循环清洗：当浓水排放口检测到接近清洗药箱中药液浓度时，即可开启浓、淡水清洗液回清洗药箱的手动门，同时关闭反渗透浓水阀、淡水阀，提高清洗泵出口压力及流量，对反渗透装置进行正常清洗流量循环清洗。正常清洗的流速在循环反渗透系统运行氯洗清洗药液循环15~20min；

由于NaClO和H₂O₂对反渗透膜的影响性较大，因此定要控制好药液的浓度，具体的清洗药液浓度及清洗时间可以根据小型试验进行精确的确定。但温度一定要控制在25℃以下；

在清洗药箱13中用HCl溶液调节氯洗药液pH至3~4，用HCl调节pH3~4获得最好的杀菌效果和更长膜寿命；

4）浸泡：停止清洗泵14的运行，让膜元件完全浸泡在清洗液中，浸泡2h~12h；溶液浸泡2h即可将90%的细菌杀死，而浸泡12h则可达到99%的杀菌率，同时去除由于生物造成的膜污堵塞；

5）冲洗：用其预处理系统产水利用反渗透给水泵1对系统进行大流量冲洗，冲洗温度为20℃~25℃，系统冲洗时间约45min~60min，即完成反渗透膜化学清洗过程。

下面通过表1说明本发明的不同实施方式：

表1本发明具体实施例：

发明提供新型的反渗透膜化学清洗方法，采取酸洗和氯洗相结合的方式对被污染的反渗透膜进行化学清洗。首先利用柠檬酸对反渗透膜进行酸洗，去除膜表面的无机盐垢和金属离子，然后再采取氯洗技术对反渗透膜进行更深层次清洗，氯洗不仅能够很好的去除生物污堵，还能起到良好的杀菌效果。氯洗即在一定余氯浓度的条件下，利用双氧水溶液对膜进行化学清洗，通过多个现场酸洗和氯洗相结合清洗反渗透污染膜的实践证明，这项技术完全可以推广实施，并且对由于生物污堵产生的膜通量下降的反渗透系统效果尤为显著。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种反渗透膜化学清洗方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

第一步：柠檬酸酸洗

3）低流量向反渗透装置中输入上述柠檬酸清洗药液；

6）重复步骤4）再次对反渗透装置进行循环清洗30min~45min；

第二步：氯洗

2）低流量向反渗透装置中输入上述氯洗药液；

2.根据权利要求1所述的反渗透膜化学清洗方法，其特征在于，所述柠檬酸清洗药液按照下述质量比的原料配制而成，按照每立方米容器量计：

晶体柠檬酸20kg/m³，氨水5kg/m³，其余为水。

3.根据权利要求2所述的反渗透膜化学清洗方法，其特征在于，所述氨水质量浓度为25%。

4.根据权利要求1所述的反渗透膜化学清洗方法，其特征在于，所述氯洗药液按照下述质量比的原料配制而成，按照每立方米容器量计：

NaClO 5kg/m³，H₂O₂ 2kg/m³，其余为水。