CN105214507A - 反渗透膜元件的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种反渗透膜元件的清洗方法，将待清洗的膜元件用非氧化性杀菌剂浸泡数小时，再用清洗剂进行常规封闭循环清洗，清洗后的膜元件用除盐水冲洗，将冲洗后的膜元件用碱性清洗液进行常规封闭循环清洗，将清洗后的膜元件用除盐水冲洗，即完成反渗透膜元件的清洗。实施上述清洗方案后，针对低温、低浊度、高有机物、高微生物等特殊性水质的反渗透处理，对其污染后膜元件的清洗效果明显优于传统清洗方案，能明显提高产水量和回收率，降低反渗透设备运行压差及产水电导率。同时减少清洗时化学药剂对膜元件的损伤。使用非氧化性杀菌剂清洗后能有效避免细菌对膜元件的污染，延长清洗周期和反渗透的使用寿命，并降低后续设备的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种反渗透膜元件的清洗方法，属于水净化技术领域。
背景技术
反渗透作为一种全新的水处理技术，膜分离技术已经渗透到了各个工业领域。在实际应用过程中，反渗透膜生产企业提供的膜元件具有广泛的普遍性，但缺乏针对性。膜元件的清洗方法也多为简单的酸、碱(HCl、NaOH）反复清洗。
低温（水温低于12℃）、低浊度、高有机物、高微生物水的处理一直是水处理行业公认的难题。对这类水进行反渗透处理后的污染膜元件由于常规的清洗剂配方或清洗方法不当，使得膜使用效率大为降低，通常都会导致系统实际处理效能低下、运行费用高、膜系统运行不稳定、降低了膜元件的使用寿命等现象，膜工艺往往被简化为不停地换膜，最后导致各企业对膜分离技术丧失信心。
如师宗煤焦化工有限公司的两台反渗透膜的化学清洗工作委托清洗公司进行清洗，膜的化学清洗配方及清洗方法为常规配方和方法，缺乏针对性，因此存在清洗方法和清洗药剂用量、以及清洗药剂选择不合理等问题，造成膜清洗不彻底，清洗效果不佳，每月清洗1次，且清洗后的产水电导率明显上升2～3μs/cm，导致反渗透设备产水电导率升高，回收率降低，影响反渗透膜的使用寿命。
因此，针对低温、低浊度、高有机物、高微生物等特殊性的水质，对这类水进行反渗透处理后的污染膜元件必须改进清洗方法和药剂，提高清洗效果，延长清洗周期。
发明内容
为解决清洗技术不当导致膜使用效率和寿命降低等问题，本发明提供一种反渗透膜元件的清洗方法，以提高受低温、低浊度、高有机物水质污染的膜元件的清洗效果，延长反渗透膜清洗周期。
本发明通过下列技术方案实现：一种反渗透膜元件的清洗方法，经过下列各步骤：
（1）将待清洗的膜元件用非氧化性杀菌剂浸泡12～24小时；该步骤主要作用是对待清洗的膜元件进行杀菌、去除膜元件有机物污染，并有效避免膜在清洗清洗过程中受氧化物的损伤，并可以提高杀菌效果；
（2）将步骤（1）浸泡后的膜元件用清洗剂进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出清洗剂出液，在清洗过程中控制清洗剂通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；该步骤的主要作用是对膜元件的污染物（有机物、胶体、杀死的细菌残留物）进行剥离、杀菌；
（3）将步骤（2）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9；
（4）以除盐水为溶剂配制含有下列质量浓度组分的碱性清洗液：十二烷基苯磺酸钠0.1%、氢氧化钠0.1%、乙二胺四乙酸四钠盐1.0%、三聚磷酸钠0.1%；该碱性清洗液的pH=11.5；
（5）将步骤（3）冲洗后的膜元件用步骤（4）所配制的碱性清洗液进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出碱性清洗液出液，在清洗过程中控制碱性清洗液通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；该步骤的主要作用是对膜元件中的污染物（有机物、胶体、氧化钙、杀死的细菌残留物）进行溶解；
（6）将步骤（5）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9，即完成反渗透膜元件的清洗。
所述步骤（1）的待清洗的膜元件是反渗透水处理后受细菌、有机物污染的膜元件。
所述步骤（1）的非氧化性杀菌剂是将异噻唑啉酮以除盐水为溶剂稀释至浓度为5～6wt%的溶液。除盐水是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水，其电导率小于0.2us/cm，pH为中性。
所述异噻唑啉酮为市购产品，其产品活性物含量为12～13%。
所述步骤（2）的清洗剂是在非氧化性杀菌剂中加入浓度为30wt%的盐酸溶液直至pH=2～3时所得溶液。
所述步骤（2）的封闭循环清洗是每15分钟监测一次清洗剂，pH值不合格时用浓度为30wt%的盐酸溶液调整至pH=2～3；当清洗剂浑浊时，需整体更换清洗剂。
所述步骤（5）的封闭循环清洗是每15分钟监测一次碱性清洗液，pH值不合格时用浓度为99wt%的氢氧化钠溶液调整至pH=11.5；当碱性清洗液浑浊时，需整体更换碱性清洗液。
所述步骤（2）的清洗剂出液、步骤（3）的冲洗出水、步骤（5）的碱性清洗液出液和步骤（6）的冲洗出水均排放至中和池中混合，再输送至水净化车间做循环利用。
本发明针对水源有机物含量高、微生物含量高的特点，采用不同的杀菌剂进行冲击式杀菌，控制微生物的生长。利用本发明的非氧化性杀菌剂进行浸泡，能提高杀菌效果，浸泡后再进行用加入盐酸的清洗剂进行清洗，能有效去除有机物、胶体、细菌残留等；然后利用特殊配制的碱性清洗液能有效去除有机物、胶体、氧化钙、杀死的细菌残留物等进行溶解。
本发明具备的积极效果：实施上述清洗方案后，针对低温、低浊度、高有机物、高微生物等特殊性水质的反渗透处理，对其污染后膜元件的清洗效果明显优于传统清洗方案，能明显提高产水量和回收率，降低反渗透设备运行压差及产水电导率。同时减少清洗时化学药剂对膜元件的损伤。使用非氧化性杀菌剂清洗后能有效避免细菌对膜元件的污染，延长清洗周期和反渗透的使用寿命，并降低后续设备的生产成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
对师宗煤焦化工有限公司1#反渗透装置进行化学清洗。该装置设计产水量80m3/h，分类两段膜元件。清洗前，产水电导率22.34μs/cm、运行压差0.42MPa、回收率59%，产水量63m3/h，经分析判断膜元件受细菌、有机物污染严重。
（1）将待清洗的膜元件用非氧化性杀菌剂浸泡12小时；其中非氧化性杀菌剂是将异噻唑啉酮以除盐水为溶剂稀释至浓度为5wt%的溶液；异噻唑啉酮为市购产品，其产品活性物含量为12%；除盐水是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水，其电导率小于0.2us/cm，pH为中性；该步骤主要作用是对待清洗的膜元件进行杀菌、去除膜元件有机物污染，并有效避免膜在清洗清洗过程中受氧化物的损伤，并可以提高杀菌效果；
（2）将步骤（1）浸泡后的膜元件用清洗剂进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出清洗剂出液，在清洗过程中控制清洗剂通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；其中清洗剂是在非氧化性杀菌剂中加入浓度为30wt%的盐酸溶液直至pH=2～3时所得溶液；封闭循环清洗是每15分钟监测一次清洗剂，pH值不合格时用浓度为30wt%的盐酸溶液调整至pH=2～3；当清洗剂浑浊时，需整体更换清洗剂；该步骤的主要作用是对膜元件的污染物（有机物、胶体、杀死的细菌残留物）进行剥离、杀菌；
（3）将步骤（2）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9；
（4）以除盐水为溶剂配制含有下列质量浓度组分的碱性清洗液：十二烷基苯磺酸钠0.1%、氢氧化钠0.1%、乙二胺四乙酸四钠盐1.0%、三聚磷酸钠0.1%；该碱性清洗液的pH=11.5；
（5）将步骤（3）冲洗后的膜元件用步骤（4）所配制的碱性清洗液进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出碱性清洗液出液，在清洗过程中控制碱性清洗液通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；封闭循环清洗是每15分钟监测一次碱性清洗液，pH值不合格时用浓度为99wt%的氢氧化钠溶液调整至pH=11.5；当碱性清洗液浑浊时，需整体更换碱性清洗液；该步骤的主要作用是对膜元件中的污染物（有机物、胶体、氧化钙、杀死的细菌残留物）进行溶解；
（6）将步骤（5）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9，即完成反渗透膜元件的清洗。
所述步骤（2）的清洗剂出液、步骤（3）的冲洗出水、步骤（5）的碱性清洗液出液和步骤（6）的冲洗出水均排放至中和池中混合，再输送至水净化车间做循环利用。
清洗完成后，设备运行2小时后产水电导率9.86μs/cm、运行压差0.18MPa、回收率71%（设计75%）、产水量78t/h（设计80t/h），取得了良好的清洗效果。并且，在之后的清洗过程中均能达到此效果，电导率没有明显上升。
实施例2
对师宗煤焦化工有限公司2#反渗透装置进行化学清洗。该装置设计产水量80m3/h，分类两段膜元件。清洗前产水电导率29.55μs/cm、运行压差0.42MPa、回收率58%、产水量65t/h。
（1）将待清洗的膜元件用非氧化性杀菌剂浸泡24小时；其中非氧化性杀菌剂是将异噻唑啉酮以除盐水为溶剂稀释至浓度为6wt%的溶液；异噻唑啉酮为市购产品，其产品活性物含量为13%；除盐水是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水，其电导率小于0.2us/cm，pH为中性；该步骤主要作用是对待清洗的膜元件进行杀菌、去除膜元件有机物污染，并有效避免膜在清洗清洗过程中受氧化物的损伤，并可以提高杀菌效果；
（2）将步骤（1）浸泡后的膜元件用清洗剂进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出清洗剂出液，在清洗过程中控制清洗剂通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；其中清洗剂是在非氧化性杀菌剂中加入浓度为30wt%的盐酸溶液直至pH=2～3时所得溶液；封闭循环清洗是每15分钟监测一次清洗剂，pH值不合格时用浓度为30wt%的盐酸溶液调整至pH=2～3；当清洗剂浑浊时，需整体更换清洗剂；该步骤的主要作用是对膜元件的污染物（有机物、胶体、杀死的细菌残留物）进行剥离、杀菌；
（3）将步骤（2）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9；
（4）以除盐水为溶剂配制含有下列质量浓度组分的碱性清洗液：十二烷基苯磺酸钠0.1%、氢氧化钠0.1%、乙二胺四乙酸四钠盐1.0%、三聚磷酸钠0.1%；该碱性清洗液的pH=11.5；
（5）将步骤（3）冲洗后的膜元件用步骤（4）所配制的碱性清洗液进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出碱性清洗液出液，在清洗过程中控制碱性清洗液通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；封闭循环清洗是每15分钟监测一次碱性清洗液，pH值不合格时用浓度为99wt%的氢氧化钠溶液调整至pH=11.5；当碱性清洗液浑浊时，需整体更换碱性清洗液；该步骤的主要作用是对膜元件中的污染物（有机物、胶体、氧化钙、杀死的细菌残留物）进行溶解；
（6）将步骤（5）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9，即完成反渗透膜元件的清洗。
所述步骤（2）的清洗剂出液、步骤（3）的冲洗出水、步骤（5）的碱性清洗液出液和步骤（6）的冲洗出水均排放至中和池中混合，再输送至水净化车间做循环利用。
清洗完成后，设备运行2小时后反渗透装置压差降低至0.20Mpa，产水电导率降低至16.32μs/cm，回收率增加至68%左右（设计75%），产水量由68t/h增加至78t/h（设计80t/h）。清洗效果良好，并且在之后的清洗过程中均能达到此效果，电导率没有明显上升。
对比例1：
对师宗煤焦化工有限公司1#反渗透装置进行化学清洗。该装置设计产水量80m3/h，分类两段膜元件。清洗前，产水电导率20.62μs/cm、运行压差0.45MPa、回收率58%，产水量62m3/h，
传统的清洗方法分酸碱两段清洗，即：
酸洗：使用浓度为30wt%的盐酸溶液和除盐水作为清洗液（清洗过程中使用浓度为30wt%的盐酸溶液调整酸洗液的pH=2～3），酸洗反渗透膜元件30～60分钟，酸洗完成后用除盐水冲洗反渗透膜元件出水值中性；
碱洗：使用浓度为99wt%氢氧化钠和除盐水作为清洗液（清洗过程中使用浓度为99wt%的氢氧化钠调整除盐水pH=11.5），碱洗反渗透膜元件30～60分钟，碱洗完成后用除盐水冲洗反渗透膜元件出水值中性。
对比例1清洗完成后，设备运行2小时后产水电导率21.75μs/cm、运行压差0.35MPa、回收率70%、产水量75t/h。与本发明实施例相比，对比例1盐酸和氢氧化钠作为清洗剂，清洗后设备运行压差只降低了0.1MPa，产水量和回收率增加，但反渗透产水电导率有轻微增加（每次清洗后都会轻微增加），导致反渗透产水质量恶化，清洗效果不明显从而增加膜的清洗频率，使膜元件的使用寿命缩短。
Claims (8)
1.一种反渗透膜元件的清洗方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）将待清洗的膜元件用非氧化性杀菌剂浸泡12～24小时；
（2）将步骤（1）浸泡后的膜元件用清洗剂进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出清洗剂出液，在清洗过程中控制清洗剂通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；
（3）将步骤（2）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9；
（4）以除盐水为溶剂配制含有下列质量浓度组分的碱性清洗液：十二烷基苯磺酸钠0.1%、氢氧化钠0.1%、乙二胺四乙酸四钠盐1.0%、三聚磷酸钠0.1%；该碱性清洗液的pH=11.5；
（5）将步骤（3）冲洗后的膜元件用步骤（4）所配制的碱性清洗液进行常规封闭循环清洗60分钟，并排出碱性清洗液出液，在清洗过程中控制碱性清洗液通过膜元件的压力为0.2MPa、流量为50m3/h；
（6）将步骤（5）清洗后的膜元件用除盐水冲洗，直至冲洗出水的pH=6～9，即完成反渗透膜元件的清洗。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（1）的待清洗的膜元件是反渗透水处理后受细菌、有机物污染的膜元件。
3.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（1）的非氧化性杀菌剂是将异噻唑啉酮以除盐水为溶剂稀释至浓度为5～6wt%的溶液。
4.根据权利要求3所述的清洗方法，其特征在于：所述异噻唑啉酮为市购产品，其产品活性物含量为12～13%。
5.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（2）的清洗剂是在非氧化性杀菌剂中加入浓度为30wt%的盐酸溶液直至pH=2～3时所得溶液。
6.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（2）的封闭循环清洗是每15分钟监测一次清洗剂，pH值不合格时用浓度为30wt%的盐酸溶液调整至pH=2～3；当清洗剂浑浊时，需整体更换清洗剂。
7.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（5）的封闭循环清洗是每15分钟监测一次碱性清洗液，pH值不合格时用浓度为99wt%的氢氧化钠溶液调整至pH=11.5；当碱性清洗液浑浊时，需整体更换碱性清洗液。
8.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述步骤（2）的清洗剂出液、步骤（3）的冲洗出水、步骤（5）的碱性清洗液出液和步骤（6）的冲洗出水均排放至中和池中混合，再输送至水净化车间做循环利用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160106 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |