CN113198328A - 一种反渗透膜离线清洗与测试的方法 - Google Patents

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CN113198328A CN202110504945.7A CN202110504945A CN113198328A CN 113198328 A CN113198328 A CN 113198328A CN 202110504945 A CN202110504945 A CN 202110504945A CN 113198328 A CN113198328 A CN 113198328A
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Abstract

本发明涉及一种反渗透膜离线清洗与测试的方法,该方法包括将可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置置于反渗透膜用户现场以对所述用户待清洗的反渗透膜进行清洗与测试,该方法还包括利用所述用户的反渗透膜产水作为清洗用水。本发明提供的方法是一种现地进行反渗透膜离线清洗与测试的方法,有效降低膜裂化破损的风险,提高清洗效果并且降低清洗成本、缩短清洗和交付周期。

Description

一种反渗透膜离线清洗与测试的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域,具体涉及一种反渗透膜离线清洗与测试的方法。
背景技术
反渗透膜(简称RO膜)是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
反渗透系统(简称为RO系统)使用过程中,即使预处理方法适当,经长时间运行后,反渗透膜仍不可避免地逐渐被水中的无机物、微生物、金属氢氧化物、胶体等污染,当膜表面污染物积累到一定程度后,压差逐渐升高,就会影响反渗透系统的性能。因此,对反渗透膜进行定期的清洗是保证反渗透膜系统正常运行的有效途径。
目前,反渗透膜或反渗透膜组件主要有在线清洗和离线清洗两种清洗方式。当采用在线清洗方式时,一方面清洗液直接加入反渗透膜系统(简称为RO系统)中导致整套水处理系统停止产水,另一方面由于大型反渗透系统中的反渗透膜组件一般是由一个反渗透膜壳多支膜元件串联排列,如四支或六支膜元件串联安装在一个膜壳内,因此在对反渗透系统进行清洗时,清洗液进入反渗透系统,依次对反渗透膜组件进行清洗,清洗流程很长,而清洗液在清洗过程中,其有效成分会逐渐减少,导致清洗效能降低,从而导致清洗效果下降;另外,从前端反渗透膜组件清洗下来的污染物混杂于清洗液中,对后端的反渗透膜组件造成二次污堵,而后端的反渗透膜组件本就较前端的反渗透膜组件污染更严重,因此进一步导致后端的反渗透膜组件清洗效果严重下降。
为了解决在线清洗的上述问题,目前也有不少采用离线清洗的方式。离线清洗通常的方式是将待清洗的反渗透膜从用户的反渗透系统中取出,加入保护液将其运输到专门的反渗透膜清洗工厂进行清洗,采用清洗工厂的自来水进行清洗,清洗完之后再搬运至用户工厂。该过程反渗透膜的来回搬运,增加了物流成本,尤其是长距离运输还增加反渗透膜破损的风险,对反渗透膜需要做多次的安装、拆卸工作,增加了人工成本,另外整体清洗周期也相对较长、清洗效果也有待进一步提高。
发明内容
发明要解决的问题
为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种反渗透膜离线清洗与测试的方法,该方法是现地进行离线清洗与测试的方法,有效降低膜裂化破损的风险,该方法还能保证清洗效果并且降低清洗成本、缩短清洗周期。
用于解决问题的方案
本发明包含如下技术方案:
[1]一种反渗透膜离线清洗与测试的方法,其中,
所述方法包括将可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置置于反渗透膜用户现场以对所述用户待清洗的反渗透膜进行清洗与测试,所述方法还包括利用所述用户的反渗透膜产水作为清洗用水。
[2]根据[1]所述的方法,其中,所述装置包括多个单元模块,所述多个单元模块能够彼此拆卸的方式组装在一起。
[3]根据[2]所述的方法,其中,所述多个单元模块包括:
液体收集模块,其包括清洗水箱;
有源模块,其包括水泵和加热器中的至少一者;
反渗透膜架台模块,其包括至少一组反渗透膜架台。
[4]根据[3]所述的方法,其中,每一组反渗透膜架台相互之间采用并联的方式设置。
[5]根据[3]或[4]所述的方法,其中,每一组反渗透膜架台包括多支并联的单芯装膜壳。
[6]根据[5]所述的方法,其中,所述待清洗的反渗透膜在放置于所述单芯装膜壳内前无需进行排除防护液的步骤。
[7]根据[2]~[6]任一方案所述的方法,其中,所述方法在清洗作业模式和测试作业模式采用的是同一水泵和同一清洗水箱对反渗透膜进行清洗与测试。
[8]根据[7]所述的方法,其中,在清洗作业的模式下,所述水泵处于第一工作频率,对应第一工作流量、第一工作扬程,在测试作业的模式下,所述水泵处于第二工作频率,对应第二工作流量、第二工作扬程,所述第二工作频率大于所述第一工作频率,对应第二工作流量低于第一工作流量、第二工作扬程高于第二工作扬程。
[9]根据[1]~[8]任一方案所述的方法,其中,所述方法包括洗前测试和洗后测试步骤,所述测试包括以下项目:清洗前、后的进水压力、产水压力、进水电导率、产水电导率、产水流量和/或每膜单位时间内的产水量。
[10]根据[1]~[9]任一方案所述的方法,其中,所述方法还包括两次碱洗循环和一次酸洗循环。
[11]根据[1]~[10]任一方案所述的方法,其中,所述方法还包括将清洗废水排入所述用户的废水处理系统。
发明的效果
本发明提供的反渗透膜离线清洗与测试的方法是在用户现场进行的离线清洗与测试的方法,采用了多模块的可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置,可根据不同现场的实际场地情况灵活摆放,在本发明的一些实施方式中,该装置集清洗、性能评价测试功能于一体,降低了制造成本,该装置还可根据实际需要清洗膜的数量调整每批次反渗透膜清洗数量。对于待清洗的反渗透膜而言,本发明没有长距离的运输环节,有效降低膜损坏的风险,采用用户的反渗透产水作为清洗与测试水源,有利于进一步提高清洗效果,降低反渗透膜被污染的风险。采用本发明的方法,反渗透膜清洗前后的压差下降可达60%以上,产水量可提高40%~50%,产水电导率下降可达30%。
在本发明的一些实施方式中,通过调整优化清洗步骤顺序,采用两次碱洗循环、一次酸洗循环,可以提高清洗效果、降低清洗药剂使用量,同时通过调整循环时间和浸泡时间的配合,提高了清洗质量和清洗效率,在清洗相同支数或根数的反渗透膜的条件下,本发明无运输时间和减少了反渗透膜频繁安装,拆卸的操作且整个清洗步骤合理,整体清洗周期可以缩短30~40%。另外,本发明的方法还充分利用了用户现有的废水处理系统,清洗之后的废水排至用户既有的废水处理设施,不增加额外的投资。在本发明的一些实施方式中,本发明的方法的洗前测试和洗后测试步骤可以对多个项目进行测试,当清洗不同工艺段的反渗透膜时进行不同的性能指标测试以满足不同工艺段性能评价需求。
需要说明的是,上述的记载并不是公开了本发明的全部实施方式和本发明的全部优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的第一实施方式的反渗透膜清洗与测试装置的俯视示意图。图2为本发明的第一实施方式的反渗透膜清洗与测试装置的管路布置结构示意图(图2(a)为整体管路布置结构示意图;图2(b)为示出了包括第一组反渗透膜架台5的局部结构的示意图;图2(c)为示出了包括第二组反渗透膜架台6和第三组反渗透膜架台7的局部结构的示意图)。
附图标记
10 反渗透膜离线清洗测试装置
A 液体收集模块
B 有源模块
C 过滤及反渗透膜架台模块
D 反渗透膜架台模块
1 清洗水箱
2 水泵
3 加热器
4 过滤器
5 第一组反渗透膜架台
6 第二组反渗透膜架台
7 第三组反渗透膜架台
8 控制组件
K1 压力表
K2 流量计
K3 电导率测试设备。
具体实施方式
为了更好地说明本发明,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本发明同样可以实施。在另外一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
除非另有定义,本发明所用的技术和科学术语具有与本发明所属技术领域中的普通技术人员所通常理解的相同含义。
本说明书中,使用“数值A~数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。本说明书中,使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。本说明书中,“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生,并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。
本说明书中,所提及的“一些具体/优选的实施方式”、“另一些具体/优选的实施方式”、“技术方案”、“实施方式”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方式有关的特定要素(例如,特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方式中,并且可存在于其它实施方式中或者可不存在于其它实施方式中。另外,应理解,所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方式中。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明中所述的“反渗透膜用户”是指使用反渗透膜组件/系统的用户,比如需使用纯水或超纯水的电子行业如半导体、液晶企业,该用户在使用一定时间反渗透膜组件/系统后有清洗反渗透膜的需求。
本发明与通常的反渗透膜离线清洗与测试的方法不同在于本发明采用的是在反渗透膜用户现场或现地进行反渗透膜离线清洗与测试,该方法采用了特定的可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置。下面将对该装置和离线清洗与测试的方法进行详细说明。
<反渗透膜清洗与测试装置>
本发明的反渗透膜清洗与测试装置是可移动组合式,“可移动组合式”是指便于安装、移动的具有2个模块以上的装置。在本发明的一些具体实施方式中,本发明的反渗透膜清洗与测试装置采用撬装式结构,将功能组件集成于一个整体底座上,可以整体安装、移动的一种集成方式,为了便于配管、操作和清理维护,本发明的撬装式结构科学地分为多个单元模块。进一步地,本发明使用的装置包括多个单元模块,所述多个单元模块能够彼此拆卸的方式组装在一起。如果把所有设备仅放置于一个模块内会导致模块移动困难,即使装置万向轮,由于设备自重大,不具备实际可操作性,并且单模块对装置放置的场地大小有具体固定的要求,对于一些可供场地有限的用户,设备无法摆放、无法实施清洗工作。
在本发明的一些实施方式中,本发明的多个单元模块包括:
液体收集模块,其包括清洗水箱;
有源模块,其包括水泵和加热器中的至少一者;
反渗透膜架台模块,其包括至少一组反渗透膜架台。
本发明根据实际场地大小,可以包括三个单元模块或者四个单元模块或者更多单元模块。
在本发明的一些优选实施方式中,反渗透膜清洗与测试装置包括四个单元模块:
液体收集模块,其包括清洗水箱;
有源模块,其包括水泵和加热器;
过滤及反渗透膜架台模块,其包括过滤器和至少一组反渗透膜架台;以及反渗透膜架台模块,其包括至少一组反渗透膜架台。
每一个模块尺寸适中,例如长度为3~6m,宽度为1.5~3m,便于移动、搬运,同时具备足够的操作维护空间。在实施本发明的方法时,将上述模块安装于用户现场的水平的安装面,上述模块组装在一起以整体占用预定面积的区域,各模块通过流体管路连接。
前述液体收集模块包括至少一个清洗水箱用于暂存对反渗透膜进行清洗和测试的液体比如水或含药剂的溶液,通常清洗与测试采用的是不同的液体收集方式比如各自有单独的清洗水箱和测试水箱,在本发明的优选实施方式中,本发明仅采用了一个清洗水箱即可以满足清洗和测试模式的需求,可以简化工艺、有效节约成本。在本发明的一些具体实施方式中,清洗水箱为圆柱体形,直径在1.5~2.5m,高度为2~2.5m,可以采用树脂材料或者纤维增强复合材料制备得到。进一步优选地,为了增强保温效果,可以在该清洗水箱外表面加设一层隔热保温材料。
前述有源模块包括水泵和加热器。加热器用于受控地对流经的液体进行加热,实现对清洗水温的调节,在本发明的一些具体实施方式中还可以实现提高清洗水的温度,进一步改善清洗效果。本发明根据膜污染的程度、环境温度、清洗效果等情况而定是否需要开启加热器进行升温清洗。水泵用于受控地泵送存储在清洗水箱中的液体,通常清洗与测试采用的是不同的水泵,在本发明的优选实施方式中,本发明仅采用了一个水泵即可以满足清洗和测试模式的需求,进一步地,本发明优选采用变频水泵,通过调整水泵的频率,使得在清洗、测试时达到相应的流量、扬程工况要求。在本发明的一些具体实施方式中,在进行反渗透膜清洗时,设置水泵的频率为:35~40HZ,流量为:220m3/h~240m3/h,扬程为:30~40m。在进行反渗透膜测试时,设置水泵频率为:45~50HZ,流量为:90m3/h~110m3/h,扬程为:80~90m。进一步地,有源模块还包括控制组件。将本发明的装置涉及到的主要用电设备、控制组件均整合在有源模块,可以有效减少电气材料,节省成本,同时利于操作运行管理。
前述过滤及反渗透膜架台模块包括过滤器和至少一组反渗透膜架台。过滤器用于受控地对流经的液体进行过滤,去除流体中的胶体、微生物等污染物,过滤器安装在清洗水流经的管路中。反渗透膜架台用于收纳和支撑待清洗的反渗透膜。过滤及反渗透膜架台模块中的过滤器涉及到滤芯耗材的更换,反渗透膜架台涉及到膜的安装、拆卸,将过滤器和反渗透膜架台组合在一个模块中有利于实现更换、拆卸、安装该类操作的集中处理,同时考虑到在实施这些操作时会有残留水溢出,集中在一起有利于清理维护,另外产生的积水也不会影响用电设施,可以避免用电设施故障风险。
前述反渗透膜架台模块包括至少一组反渗透膜架台,即包括多组反渗透膜架台中除过滤及反渗透膜架台模块中的其余反渗透膜架台。在不影响本发明的效果下,过滤及反渗透膜架台模块和反渗透膜架台模块也可以整合为一个模块。
进一步优选地,在本发明中每一组反渗透膜架台相互之间采用并联的方式设置,每一组反渗透膜架台在进水、产水、浓水管路上均设置切换阀门。更进一步优选地,每一组反渗透膜架台包括多支并联的单芯装膜壳,根据实际需求每一组反渗透膜架台可以设置1~10支单芯装反渗透膜壳,采用该并联、单芯装模式可以保证每一支反渗透膜的清洗效果,避免清洗时的交叉污染。“膜壳”是指用于装载反渗透膜的中空的圆筒状的装置,“单芯装膜壳”是指仅装载一支或一个反渗透膜的膜壳,可商购获得。在本发明的一个优选实施方式中,为了解决现有技术成批清洗时零散数量的反渗透膜无法清洗的问题,本发明的反渗透膜架台中至少一组反渗透膜架台,针对每支单芯装膜壳在进水、产水、浓水管路上均设置切换阀门,该设计还能实现对污染严重的反渗透膜进行每一根单独的清洗和测试,保证清洗效果。出于节约成本和生产实际需要考虑,在本发明的优选实施方式中,设置一组反渗透膜架台,在该反渗透膜架台中针对每支单芯装膜壳均设置有流体进入阀和排放阀。
图1是本发明的第一实施方式的反渗透膜清洗与测试装置的俯视示意图。如图1所示,本发明的反渗透膜清洗与测试装置10被支架(如不锈钢支架)分为四个模块,液体收集模块A、有源模块B、过滤及反渗透膜架台模块C和反渗透膜架台模块D,四个模块组装在一起以整体占用预定面积的矩形区域。每一块模块的尺寸长度L*宽度B=5m*2.2m。液体收集模块A包括一台清洗水箱1,容积为5~7m3;有源模块B包括水泵2和加热器3以及控制组件8;过滤及反渗透膜架台模块C包括过滤器4和第一组反渗透膜架台5;反渗透膜架台模块D包括第二组反渗透膜架台6和第三组反渗透膜架台7。图1存在彼此垂直的第一方向和第二方向,液体收集模块A和有源模块B以彼此抵靠的方式在第一方向上并排布置,反渗透膜架台模块D和过滤及反渗透膜架台模块C以彼此抵靠的方式在第一方向上并排布置;液体收集模块A和反渗透膜架台模块D以彼此抵靠的方式在所述第二方向上并排布置,有源模块B和过滤及反渗透膜架台模块C以彼此抵靠的方式在所述第二方向上并排布置。该设计综合考虑到各部件的结构特点,可根据实际场地情况单独分开,多块一起或全部一起放置,通过管道连接。
图2是本发明的第一实施方式的反渗透膜清洗与测试装置的管路布置结构示意图。四个模块组装好之后的反渗透膜清洗与测试装置10包括经由流体管路连通的清洗水箱1、水泵2、加热器3、过滤器4和三组反渗透膜架台5、6、7,具体参见图2(a)。三组反渗透膜架台是并联设置,每一组反渗透膜架台均包括并联的单芯装膜壳。由图2(b)和图2(c)可以看出,对于反渗透膜架台5,在每支单芯装膜壳的进水、产水、浓水管路上均设置切换阀门,可根据实际需要清洗膜的数量,从生产实际需要和节约成本角度考虑,对于反渗透架台6、7,在每支单芯装膜壳的进水、产水、浓水管路上未设置切换阀门,每批次反渗透膜清洗数量可实现从1~30支不同数量之间调节,保证所有的反渗透膜均可被清洗。为了提高清洗效果,清洗水箱1的液体来自于用户的反渗透膜产水(即图2的RO产水),能够有效减少TOC污染。为了降低成本,清洗废水排入用户的废水处理系统。由图2可知,反渗透膜离线清洗测试装置还包括一些测试仪器如压力表K1、流量计K2、电导率测试设备K3,以在清洗前后进行不同的性能指标测试,该装置可实现测试压差、回收率、每根膜单位时间内的产水量(简称Flux)、电导率等指标,满足不同工艺段性能评价需求。
<反渗透膜离线清洗与测试方法>
本发明提供了一种反渗透膜离线清洗与测试的方法,该方法包括将前述可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置置于反渗透膜用户现场以对所述用户待清洗的反渗透膜进行清洗与测试。为了提高清洗效果、降低成本,该方法还包括利用所述用户的反渗透膜产水作为清洗用水。用户的反渗透膜产水硬度低、不含过渡金属(如铁)和游离氯等。相对于一般RO膜清洗工厂使用的自来水或纯水而言,RO膜被污染的风险更低。在本发明的一些具体实施方式中,所述用户为半导体、液晶企业。
在本发明的一些具体实施方式中,本发明提供的反渗透膜离线清洗与测试的方法包括:装填步骤、洗前测试步骤、含两次碱洗循环的碱洗步骤、含一次酸洗循环的酸洗步骤和洗后测试步骤。具体说明如下:
i.装填步骤:将用户待清洗的反渗透膜(简称待清洗膜)从用户即设装置中拆出,安装至反渗透膜架台的单芯装膜壳中。
本发明是在反渗透膜用户现场进行反渗透膜离线清洗与测试,无需将待清洗的反渗透膜运输到清洗工厂,减少膜破损的风险,并且常规的运输过程是需要使用保护液等措施对反渗透膜进行保护,在清洗工厂清洗前需要进行排除液体步骤,而本发明可以直接将待清洗的反渗透膜安装到反渗透膜架台的单芯装膜壳中,待清洗的反渗透膜在放置于单芯装膜壳内前无需进行排除液体的步骤,可以进一步缩短清洗周期。
ii.洗前测试步骤:对已装填待清洗膜的反渗透膜架台逐一进行测试,确定清洗前反渗透膜的性能状态。
在本发明的一些优选实施方式中,洗前测试包括以下项目:清洗前的进水压力、产水压力、进水电导率、产水电导率、产水流量和/或每根膜单位时间内的产水量。进一步地,上述项目均进行测试以更全面地获知清洗前反渗透膜的性能状态。
在本发明的一些优选实施方式中,本发明清洗作业模式和测试作业模式采用的是同一水泵和同一清洗水箱对反渗透膜进行清洗与测试。在清洗作业的模式下,水泵处于第一工作频率,对应第一工作流量、第一工作扬程,在测试作业的模式下,水泵处于第二工作频率,对应第二工作流量、第二工作扬程,所述第二工作频率大于所述第一工作频率,对应第二工作流量低于第一工作流量、第二工作扬程高于第二工作扬程。在本发明的一些具体实施方式中,第一工作频率为35~40HZ,流量为:220m3/h~240m3/h,扬程为:30~40m。第二工作频率为45~50HZ,流量为:90m3/h~110m3/h,扬程为:80~90m。
在本发明的一些具体实施方式中,该步骤的实施包括:洗净清洗水箱,放水至清洗水位,关闭其他各组反渗透膜架台,进行第一组反渗透膜架台测试;打开装置排水阀门,将水泵调至测试模式(即第二工作频率),进行测试并记录数据;测试完成后关闭水泵、排水阀门;依次对其余已装填待清洗膜的各组反渗透膜架台进行上述测试,全部结束后恢复各组进出口阀门。
洗前测试完成之后,开启水泵,调节至第一工作频率,进行清水循环,确认设备、管道有无渗漏,一般清水循环10~25min,进一步为10~15min。根据反渗透膜的污染程度、环境温度、清洗效果等因素而定是否需要对清洗水进行升温,若需要,清洗水箱放水至清洗水位,打开加热器进出口阀门,开启水泵及加热器,进行清水循环,使水温升至设定温度,循环约1h。
iii.碱洗步骤:加入碱洗药剂,开启水泵,调节至第一工作频率,进行两次碱洗循环。
在清洗水箱中加入碱洗药剂并且将清洗液pH值调整到11~13,进一步为11.5~12.5。碱洗药剂加入的方式不限,在本发明的一些具体实施方式中,碱洗药剂可以通过射流器注入到清洗水箱。本发明所用的碱洗药剂常用FR110(可商购获得),也可以采用本领域常用的碱洗药剂如EDTA,十二烷基苯磺酸钠等。
在本发明的一些具体实施方式,该步骤的实施包括:开启水泵,调节至第一工作频率,进行第一次碱洗循环,循环1.5~2.5h,每组反渗透膜架台的流量在80~100m3/h;关闭水泵,关闭清洗进出口阀门,进行浸泡,浸泡时间根据实际可调整,一般不低于12小时;之后开启水泵,调节至第一工作频率,进行第二次碱洗循环,第二次碱洗循环的时间可短于第一次碱洗循环,循环约1h,流量在80~100m3/h,进行两次碱洗循环以尽可能地让膜内污染物剥离出来。之后将清洗水箱内的废水排至用户的废水处理系统。然后进行碱洗冲洗,在清洗水箱中放水,洗净清洗水箱,开启水泵,调节至第一工作频率,将反渗透膜内的废液排至用户的废水处理系统。碱洗循环清洗过程中清洗液会流经过滤器。
碱洗完成之后,开启水泵,调节至第一工作频率,进行清水循环,确认设备、管道有无渗漏,一般清水循环10~25min,进一步为10~15min。
iv.酸洗步骤:加入酸洗药剂,开启水泵,调节至第一工作频率,进行一次酸洗循环。
在清洗水箱中加入酸洗药剂并且将其液体pH值调整到1.5~2.5。酸洗药剂加入的方式不限,在本发明的一些具体实施方式中,酸洗药剂可以通过射流器注入到清洗水箱。本发明所用的酸洗药剂无需特殊限制,可以采用本领域常用的酸洗药剂如盐酸、柠檬酸等。
在本发明的一些具体实施方式,该步骤的实施包括:开启水泵,调节至第一工作频率,进行酸洗循环,循环0.5~1.5h,关闭水泵,关闭清洗进出口阀门,进行浸泡,浸泡时间根据实际可调整,在某一些实施方式中,浸泡时间为0.5~1h。完成浸泡之后将清洗水箱内的废水排至用户的废水处理系统。然后进行酸洗冲洗,在清洗水箱中放水,洗净清洗水箱,开启水泵,调节至第一工作频率,将反渗透膜内的废液排至用户的废水处理系统。酸洗循环清洗过程中清洗液会流经过滤器。
v.洗后测试:对清洗后的反渗透膜架台逐一进行测试,确定清洗后反渗透膜的性能状态。
在本发明的一些优选实施方式中,洗后测试包括以下项目:清洗后的进水压力、产水压力、进水电导率、产水电导率、产水流量和/或每根膜单位时间内的产水量。进一步地,上述项目均进行测试以更全面地获知清洗后反渗透膜的性能状态。
在本发明的一些具体实施方式中,该步骤的实施包括:洗净清洗水箱,放水至清洗水位,关闭其他各组反渗透膜架台,进行第一组反渗透膜架台测试;打开装置排水阀门,将水泵调至测试模式(即第二工作频率),进行测试并记录数据;测试完成后关闭水泵、排水阀门;依次对其余清洗后的各组反渗透膜架台进行上述测试,全部结束后恢复各组进出口阀门。
vi.RO膜拆卸:将清洗完成的反渗透膜拆出。
采用本发明所述的方法进行反渗透膜离线清洗与测试,采用用户的反渗透产水作为清洗与测试水源,有利于进一步提高清洗效果,降低反渗透膜被污染风险,通过调整优化清洗步骤顺序,采用两次碱洗、一次酸洗,可以提高清洗效果、降低清洗药剂使用量,同时通过调整循环时间和浸泡时间的配合,提高了清洗质量和清洗效率,每批次清洗30支的情况下,在本发明的一些具体实施方式,每批次所需的清洗周期可控制不超过24小时,且本发明无运输和减少频繁安装,拆卸反渗透膜的时间,大大缩短了清洗交付周期。另外,本发明的方法还充分利用了用户现有的废水处理系统,清洗之后的废水排至用户既有的废水处理设施,不增加额外的投资。同时,本发明在清洗前无需进行额外的杀菌环节,可以进一步节省成本。
本发明的方法可以适用于不同尺寸的反渗透膜的清洗与测试。结合本发明的使用场景,比如半导体、液晶企业结合其产水量的需求多采用8英寸反渗透膜(通常指直径8英寸,长度40英寸的反渗透膜),因此本发明的方法特别适合对8英寸反渗透膜进行清洗与测试。本发明的方法可用于工业反渗透膜的清洗与测试,尤其是电子工业,特别是半导体、液晶行业。
以下,结合实施例、比较例对本发明进行更为具体的说明,但本发明并不限定于下述实施例。
实施例
实施例1
本实施例采用的是图1和图2所示的可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置,该装置具有三组反渗透膜架台。将该可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置安装于某液晶企业的现场。
将30支待清洗的反渗透膜从该液晶企业的即设装置中拆出,逐一安装至三组反渗透膜架台的单芯装膜壳中。使用来自该企业的反渗透膜产水洗净清洗水箱1,放水至清洗水位,关闭其他两组反渗透膜架台(6、7),进行第一组反渗透膜架台5测试;打开装置排水阀门,将水泵2调至测试模式(即第二工作频率49HZ,流量100m3/h、扬程90m),进行测试并记录数据;测试完成后关闭水泵、排水阀门;依次对剩余两组反渗透膜架台进行上述测试,全部结束后恢复各组进出口阀门。三组反渗透膜架台中的反渗透膜洗前测试的结果参见表1。其中,压力通过压力表测定,产水量通过流量计测定,电导率通过电导率仪表测定,压差为清洗前后的压力差值,回收率指将系统进水转化为产水的比例,回收率=FP/Ff×100%,其中Ff是指膜的进水流量,FP是指膜的产水流量,Flux通过测定的压力和流量可以换算出。
洗前测试完成之后,开启水泵2,调节至第一工作频率38Hz,流量240m3/h、扬程35m,进行清水循环,确认设备、管道有无渗漏,清水循环15min。
利用射流器加入碱洗药剂氢氧化钠和FR110,将清洗水箱1的液体pH值调整到12左右,开启水泵2,调节至第一工作频率38Hz,进行第一次碱洗循环,循环25h,每组反渗透膜架台的流量在80~100m3/h,关闭水泵2,关闭清洗进出口阀门,进行浸泡,浸泡时间12小时,之后开启水泵2,调节至第一工作频率38Hz,进行第二次碱洗循环,第二次碱洗循环的时间约1h,每组反渗透膜架台的流量在80~100m3/h。之后将清洗水箱1内的废水排至用户的废水处理系统。然后进行碱洗冲洗30min,在清洗水箱1中放水,洗净清洗水箱1,开启水泵2,调节至第一工作频率38Hz,将反渗透膜内的废液排至用户的废水处理系统。
然后进行清水循环15min,确认设备、管道有无渗漏。
利用射流器加入酸洗药剂盐酸,将清洗水箱1的液体pH值调整到2左右。开启水泵2,调节至第一工作频率38Hz,进行酸洗循环,循环1h,关闭水泵2,关闭清洗进出口阀门,进行浸泡,浸泡时间约30min。完成浸泡之后将清洗水箱1内的废水排至用户的废水处理系统。然后进行酸洗冲洗30min,在清洗水箱1中放水,洗净清洗水箱1,开启水泵2,调节至第一工作频率38Hz,将反渗透膜内的废液排至用户的废水处理系统。
对清洗后的反渗透膜架台逐一进行测试,确定清洗后反渗透膜的性能状态,结果参见表1。
表1反渗透膜清洗前后效果数据
Figure BDA0003058027880000161
比较例1
根据国内其他企业X的介绍可知,该企业将待清洗的反渗透膜从液晶企业的即设装置中拆出,采用相应的防护措施,运输到清洗工厂,运输过程尽量防止阳光直射,运输时间为1~2天。按照下述流程进行清洗和测试:洗前测试,采用杀菌剂进行杀菌1h,冲洗1h,采用与实施例1相同的碱洗药剂清洗5h,采用第二碱洗药剂清洗5h,冲洗1h,采用盐酸酸洗2h,冲洗1小时,洗后测试。测试合格后再运输1~2天送回该液晶企业。运行数据如表2。
表2企业X的反渗透膜清洗前后效果数据
类别 压差(Mpa) 产水量<sup>*</sup>(m<sup>3</sup>/h)
清洗前 0.2MPa 180
清洗后 ≤0.2MPa 200
产水量*是186支反渗透膜的产水量。
比较例2
根据国内其他企业Y的介绍可知,该企业将待清洗的反渗透膜从液晶企业的即设装置中拆出,加入保护液进行保护,运输到清洗工厂,运输过程尽量防止阳光直射,运输时间为1~2天,到清洗工厂后在清洗前用时1天排除反渗透膜中的保护液。按照下述流程进行清洗和测试:洗前测试,自来水低压冲洗膜元件,采用杀菌剂进行杀菌1h,冲洗1h,采用与实施例1相同的碱洗药剂清洗2h,浸泡12h,冲洗1h,采用与实施例1相同的酸洗药剂清洗2h,冲洗1h,采用第二酸洗药剂进行清洗2h,冲洗1h,再用杀菌剂进行杀菌1h,冲洗1h,进行洗后测试。测试合格后再运输1~2天送回该液晶企业。运行数据如表3。
表3企业Y的反渗透膜清洗前后效果数据
Figure BDA0003058027880000171
产水量*是1支反渗透膜的产水量。
由实施例1、比较例1~2的对比可知,实施例1所采用的方法是在用户现场进行反渗透膜离线清洗与测试,无需运输和排除保护液,而且采用的是两次碱性和一次酸洗,无需进行杀菌处理,从整体上可以有效缩短清洗和交付的周期。从清洗效果来看,实施例1的清洗前后的压差改变达到67%,产水量增加了50%,电导率下降幅度达到34%,远远高于比较例1和比较例2。而且实施例1的测试评价指标多,更能全面的反应清洗效果。
以上实施例仅用于阐明本发明的若干实施方案,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明的范围产生任何限制。应当明确的是,对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种反渗透膜离线清洗与测试的方法,其特征在于,所述方法包括将可移动组合式的反渗透膜清洗与测试装置置于反渗透膜用户现场以对所述用户待清洗的反渗透膜进行清洗与测试,所述方法还包括利用所述用户的反渗透膜产水作为清洗用水。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述装置包括多个单元模块,所述多个单元模块能够彼此拆卸的方式组装在一起。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述多个单元模块包括:
液体收集模块,其包括清洗水箱;
有源模块,其包括水泵和加热器中的至少一者;
反渗透膜架台模块,其包括至少一组反渗透膜架台。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,每一组反渗透膜架台相互之间采用并联的方式设置。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,每一组反渗透膜架台包括多支并联的单芯装膜壳。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述待清洗的反渗透膜在放置于所述单芯装膜壳内前无需进行排除防护液的步骤。
7.根据权利要求2~6任一项所述的方法,其特征在于,所述方法在清洗作业模式和测试作业模式采用的是同一水泵和同一清洗水箱对反渗透膜进行清洗与测试。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在清洗作业的模式下,所述水泵处于第一工作频率,对应第一工作流量、第一工作扬程,在测试作业的模式下,所述水泵处于第二工作频率,对应第二工作流量、第二工作扬程,所述第二工作频率大于所述第一工作频率,对应第二工作流量低于第一工作流量、第二工作扬程高于第二工作扬程。
9.根据权利要求1~8任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括洗前测试和洗后测试步骤,所述测试包括以下项目:清洗前、后的进水压力、产水压力、进水电导率、产水电导率、产水流量和/或每根膜单位时间内的产水量。
10.根据权利要求1~9任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括两次碱洗循环和一次酸洗循环。
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