反滲透已廣泛運用于制備純水超純水、廢水脫鹽、物料分離,涉及飲用水、食品、醫(yī)藥、電子半導(dǎo)體,以及工業(yè)廢水處理、市政污水處理中的深度處理等。市場規(guī)模巨大,針對反滲透(RO)系統(tǒng)市場容量數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,2022年..反滲透(RO)系統(tǒng)市場規(guī)模達到419.65億元人民幣,中國反滲透(RO)系統(tǒng)市場規(guī)模達到108.14億元。
反滲膜是反滲透系統(tǒng)中的核心部件和主要耗材,占據(jù)設(shè)備投資的一半以上,而膜更換費用占據(jù)運營費用的80%以上,滲透膜的污染隨過濾次數(shù)的增加逐漸加重,膜元件造成污染,降低生產(chǎn)效率,增加生產(chǎn)成本,而反滲膜系統(tǒng)清洗維護能降低故障率、提高產(chǎn)水率,延長膜使用壽命。本文對反滲透膜污染的類型、原因、清洗方法簡單介紹。
常用的反滲透膜清洗方法包括物理清洗、化學(xué)清洗和生物清洗三大類:
物理清洗:主要包括水力清洗、超聲波清洗和機械刮除等方式,去除膜表面的污染物。常見的水力清洗有低壓高速清洗、反沖洗等,主要是靠剪切力和反向壓力去除膜表面的污染物。一般來說物理清洗所需設(shè)備簡單、成本低、對膜損傷小、環(huán)境影響小、使用周期短。但是清洗效果有限。物理清洗可與化學(xué)清洗結(jié)合使用,以達到更好的清洗效果。
化學(xué)清洗:當物理清洗有限時,就需要使用化學(xué)清洗。通過化學(xué)清洗劑與膜面或膜孔內(nèi)的污染物發(fā)生溶解、置換或化學(xué)反應(yīng)來使污染層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化,并將其轉(zhuǎn)變成可以清洗去除的狀態(tài)?;瘜W(xué)清洗又可以分為酸洗、堿洗、氧化劑清洗、絡(luò)合劑清洗、鹽洗、表面活性劑清洗等。
生物清洗:生物清洗是利用具有生物活性的清洗劑(如酶等)來去除污染物。使用酶清洗劑的優(yōu)點是膜保持清潔的時間延長;此外,酶清洗還可以減少有害化學(xué)清洗的用量,但是使用不當時也會對膜造成污染。
根據(jù)運行數(shù)據(jù)甄別污染原因,選擇合適的清洗藥劑是清洗成功的關(guān)鍵。
反滲透膜清洗劑的選用要根據(jù)膜污染類型而定,同時要遵循制造商的建議,嚴格按照說明書中的方法進行操作。過度的清洗可能會導(dǎo)致反滲透膜的磨損和漏水問題,從而增加維護和更換的成本。因此,清洗的頻率和方法應(yīng)在經(jīng)驗和實驗基礎(chǔ)上進行調(diào)整和優(yōu)化。
清洗藥劑的選擇要充分考慮系統(tǒng)的預(yù)處理工藝、進水水質(zhì)、系統(tǒng)運行狀況、系統(tǒng)正在使用的化學(xué)品,準確判斷膜的污染類型;以及考慮膜元件的材質(zhì)特性即耐受酸、堿、氧化劑、溫度、外力沖擊的能力等諸多因素。..膜清洗劑將污染物從膜上去除的同時,要..膜不受傷害,或..小程度的受傷害。
根據(jù)膜污染的類型和程度選擇反滲透膜清洗的藥劑:
酸性清洗劑:如硝酸和鹽酸等,可用于清除膜表面的無機鹽垢和鐵銹等雜質(zhì)。
堿性清洗劑:如氫氧化鈉和氫氧化鉀等,可用于去除膜表面的有機物質(zhì)、油脂和蛋白質(zhì)等污垢。
催化劑:如過氧化氫和磷酸等,可用于加速清洗的化學(xué)反應(yīng),提高清洗效果。
防腐劑:如亞硝酸鈉和肼等,可用于防止膜表面進一步生銹和腐蝕。
根據(jù)是否停機,將清洗方式分為在線清洗和離線清洗,此外拆洗是將膜元件的環(huán)氧樹脂鎧裝拆除,展開并行卷繞的膜袋清洗。
離線清洗是將反滲透膜從運行系統(tǒng)中拆出,利用專業(yè)清洗裝置進行清洗,通過物理和化學(xué)的共同作用達到清除污垢、恢復(fù)膜元件性能的目的。離線清洗可以充分發(fā)揮清洗裝置的優(yōu)勢,可對膜元件性能參數(shù)進行測試,可針對污垢特點使用不同的清洗 藥劑反復(fù)、交替進行清洗,化學(xué)藥劑的使用針對性強、除垢率高,不會對膜元件造成傷害。因此,一般對于污染較輕或初次清洗的系統(tǒng)適合采用在線清洗方式進行恢復(fù)。如果在線清洗很難恢復(fù)正常運行狀態(tài),再采用離線方式進行徹底清洗。而拆洗通常用于,廢棄膜的回收。
在線清洗是指利用在線清洗(CIP)設(shè)備對反滲透裝置整體進行清洗,其優(yōu)點是不用進行膜元件的拆卸,只需將清洗藥品運至生產(chǎn)現(xiàn)場利用反滲透系統(tǒng)進行清洗即可;缺點是由于在線清洗是在原運行設(shè)備上通過單一化學(xué)作用將污垢清洗下來,受運行設(shè)備條件的制約,清洗效果不夠徹底。
4.2 離線清洗
4.3 膜元件拆洗