專利名稱：一種反滲透膜化學清洗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電廠鍋爐補給水系統(tǒng)的反滲透系統(tǒng)，特別是一種反滲透膜化學清洗方法。
背景技術：
目前，反滲透(RO)裝置，越來越廣泛地應用在工業(yè)生產上。反滲透裝置的核心是膜組件，在運行過程中，即使選擇了較合適的膜及進行了正常的系統(tǒng)運行及維護，膜的透水量也會隨運行時間的增長而下降，即產生膜污染問題。反滲透膜投入使用后，要受到水中雜物的污染，由于各地生產所用水源不同，原水 處理方法不同，生產方法各異，致使反滲透膜受到不同程度的污染。膠體污堵、化學結垢、顆粒堵塞、生物污堵成為膜污染的主要原因。出現(xiàn)上述膜污染后，反滲透系統(tǒng)會出現(xiàn)壓差升高快、產水量低、產水水質差、脫鹽率下降的現(xiàn)象。針對反滲透膜被污染后出現(xiàn)上述問題，現(xiàn)場均采取化學清洗技術對膜性能進行恢復。化學清洗方法主要有酸洗、堿洗、鹽洗。根據被污染膜表面的垢樣進行成分分析，之后采取相應措施對系統(tǒng)進行化學清洗，膜性能在很大程度上都能得到恢復。但對于生物細菌和有機物產生的污堵，通常的清洗措施還是很難處理。反滲透系統(tǒng)現(xiàn)在被普遍應用于電廠鍋爐補給水系統(tǒng)，作為水處理系統(tǒng)最初的除鹽系統(tǒng)。如圖I、圖2所示，由預處理系統(tǒng)、反滲透裝置、后處理系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、電氣及控制系統(tǒng)組成。原水通過預處理系統(tǒng)處理后，經反滲透給水泵I進入反滲透前置保安過濾器3，并在反滲透給水泵I的出口加入還原劑、殺菌劑、阻垢劑，經保安過濾器3過濾后，再通過反滲透高壓泵4升壓進入反滲透系統(tǒng)5，通過反滲透膜元件的作用，對原水進行最初的除鹽，淡水全部匯集至淡水箱9再經后處理系統(tǒng)進行處理，濃水匯集至廢水池。反滲透在運行期間需要進行定期的物理沖洗、化學清洗，從而保證反滲透系統(tǒng)能夠長期高效、安全、經濟運行。反滲透系統(tǒng)的所有操作均由電氣及控制系統(tǒng)進行自動控制。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有反滲透膜化學清洗系統(tǒng)中存在的問題和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種反滲透膜化學清洗方法。該方法利用檸檬酸對反滲透膜進行酸洗，去除膜表面的無機鹽垢和金屬離子，然后再采取氯洗技術對反滲透膜進行更深層次清洗，氯洗不僅能夠很好的去除生物污堵，還能起到良好的殺菌效果。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的一種反滲透膜化學清洗方法，該方法包括下述步驟第一步檸檬酸酸洗I)啟動反滲透給水泵，采用其預處理系統(tǒng)產水對反滲透裝置進行沖洗5 10min ；2)檸檬酸清洗藥液配制啟動清洗泵和清洗藥箱的電加熱器，在不斷的自循環(huán)過程中，按照質量比在清洗藥箱中溶解晶體檸檬酸藥劑，加入氨水調節(jié)清洗藥液PH 2. 5-3. 0，清洗藥液溫度28°C 30°C ；3)低流量向反滲透裝置中輸入上述檸檬酸清洗藥液；4)當濃水排放口檢測到接近清洗藥箱中檸檬酸濃度、pH值和溫度時，即可對反滲透裝置進行循環(huán)清洗30min 60min ；5)停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在檸檬酸清洗藥液中，浸泡l_2h ；6)重復步驟4)再次對反滲透裝置進行循環(huán)清洗30min 45min ；7)停止檸檬酸化學清洗，采用其預處理系統(tǒng)產水對反滲透裝置大流量沖洗，沖洗溫度為200C 25°C，沖洗時間lh l. 5h ；8)測定反滲透裝置膜表面的金屬離子濃度含量接近(TO. Olmg/L時，沖洗完畢，否貝U，重復步驟廣7);
第二步氯洗I)氯洗藥液配制對清洗藥箱進行滿水置換，進行氯洗藥液的配置；啟動清洗泵和清洗藥箱的電加熱器，在不斷的自循環(huán)過程中，按照質量比向清洗藥箱里加入NaClO藥齊U，再按照質量比加入H2O2，然后用HCl調節(jié)pH至3 4，清洗溫度為20°C 25°C ；2)低流量向反滲透裝置中輸入上述氯洗藥液；3)當濃水排放口檢測到接近藥箱中氯洗藥液濃度、pH值和溫度時，即可對反滲透裝置進行循環(huán)清洗15 20min ；4)停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中，浸泡2tTl2h ；5)采用其預處理系統(tǒng)產水對滲透裝置進行沖洗45mirT60min，即完成反滲透膜化學清洗過程。進一步的，所述方法中，檸檬酸清洗藥液按照下述質量比的原料配制而成，按照每立方米容器量計晶體檸檬酸20kg/m3，氨水5kg/m3，其余為水。進一步的，所述方法中，氨水質量濃度為25%。進一步的，所述方法中，氯洗藥液按照下述質量比的原料配制而成，按照每立方米容器量計NaClO 5kg/m3, H2O2 2kg/m3,其余為水。進一步的，所述方法中，檸檬酸酸洗，再氯洗，通過酸洗和氯洗的有機結合，對反滲透膜進行徹底化學清洗。本發(fā)明具有下述特點I、本發(fā)明完全利用的是反滲透裝置的的正式系統(tǒng)，不需要進行臨時系統(tǒng)的安裝，系統(tǒng)利用率高；2、本發(fā)明對反滲透系統(tǒng)采取酸洗與氯洗方式相結合，能夠徹底對反滲透進行清洗，同時采用NaClO和H2O2還能對反滲透系統(tǒng)膜進行殺菌和消毒，能夠高性能的恢復膜元件的膜通量及脫鹽率；3、相對于現(xiàn)有技術不能對膜元件進行良好的清洗，導致膜元件的使用壽命快速縮短，從而大量更換膜元件，造成嚴重的經濟損失的現(xiàn)象，本發(fā)明延長了膜元件的使用壽命，節(jié)約了經濟成本；4、清洗系統(tǒng)操作簡單，清洗效率高。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖I為本發(fā)明反滲透運行系統(tǒng)結構示意圖。圖2為本發(fā)明反滲透清洗系統(tǒng)結構示意圖。圖中1、反滲透給水泵；2、反滲透給水管線；3、保安過濾器；4、反滲透高壓泵；5、反滲透裝置；6、清洗液藥箱管線；7、清洗液藥箱濃水管線；8、清洗液藥箱淡水管線；9、淡水箱；10、淡水箱沖洗水管線；11、反滲透裝置管線；12、一級除鹽系統(tǒng)管線；13、清洗藥箱；14、清洗泵；15、清洗過濾器；16、液位計；17、攪拌器；18、加熱器。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明酸洗與氯洗相結合的反滲透膜化學清洗方法，完全利用正式 系統(tǒng)進行整個清洗工藝的實施，圖I和圖2分別反滲透運行及清洗系統(tǒng)圖?，F(xiàn)對圖中的清洗管路設計作出幾點說明作為水處理系統(tǒng)最初的除鹽系統(tǒng)，由預處理系統(tǒng)、反滲透裝置、后處理系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、電氣及控制系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)包括與預處理系統(tǒng)相連的反滲透給水管線2，反滲透管線2連通反滲透給水泵1，在反滲透給水泵I的出口設有添加還原劑、殺菌劑、阻垢劑口，反滲透給水泵I與保安過濾器3相連通，保安過濾器3通過反滲透高壓泵4連通反滲透裝置5，其中，反滲透高壓泵4分別通過清洗液藥箱管線6連通清洗過濾器15 (參見圖
2)，通過清洗液藥箱濃水管線7連通清洗藥箱13 ;反滲透裝置5分別通過清洗液藥箱淡水管線8連通清洗藥箱13，通過反滲透裝置管線11連通淡水箱9，淡水箱9分別通過淡水箱沖洗水管線10連通清洗過濾器15(參見圖2)，通過一級除鹽系統(tǒng)管線12去一級除鹽系統(tǒng)。如圖2所示，清洗藥箱13上設液位計16、攪拌器17和加熱器18，底部設廢水箱，側壁藥液輸出口通過清洗泵14與清洗過濾器15相連通。原水通過預處理系統(tǒng)處理后，經反滲透給水泵進入反滲透前置保安過濾器，并在反滲透給水泵的出口加入還原劑、殺菌劑、阻垢劑，經保安過濾器過濾后，再通過反滲透高壓泵升壓進入反滲透系統(tǒng)，通過反滲透膜元件的作用，對原水進行最初的除鹽，淡水全部匯集至淡水箱再經后處理系統(tǒng)進行處理，濃水匯集至廢水池。反滲透在運行期間需要進行定期的物理沖洗、化學清洗，從而保證反滲透系統(tǒng)能夠長期高效、安全、經濟運行。反滲透系統(tǒng)的所有操作均由電氣及控制系統(tǒng)進行自動控制。本反滲透膜化學清洗方法，對系統(tǒng)清洗溫度有嚴格的要求，為保證系統(tǒng)清洗期間系統(tǒng)溫度能夠恒定，在反滲透清洗系統(tǒng)清洗藥箱內有電加熱裝置。本反滲透膜化學清洗方法，采用晶體檸檬酸藥品進行酸洗，因此有攪拌器促進藥品的快速溶解。本反滲透膜化學清洗方法，化學清洗工藝前期的沖洗利用反滲透沖洗水泵進行大流量系統(tǒng)沖洗，化學清洗工藝后期的沖洗則采用反滲透給水泵進行大流量的沖洗。本反滲透膜化學清洗方法，可視酸洗及氯洗過程中清液藥液及膜元件的清洗效果，決定是否采用分段清洗或者再次重復酸洗及氯洗過程，正常情況下則采用一段一次性化學清洗。
本發(fā)明給出了反滲透膜化學清洗方法，包括下述步驟第一步檸檬酸酸洗I)啟動反滲透給水泵I，開啟反滲透沖洗水進水閥、濃排閥、淡水排放閥，采用清水對反滲透裝置5按照正常運行前沖洗流量進行沖洗5 10min，沖洗完成后對清洗藥箱進行滿水；2)檸檬酸清洗藥液配制按照質量比20kg/m3于清洗藥箱13中添加晶體檸檬酸藥劑，保證藥品溶解后檸檬酸濃度為2%，再用濃度為25%氨水5kg/m3調節(jié)清洗藥液的pH為
2.5-3. 0，配制成檸檬酸清洗藥液，清洗溫度為28°C 30°C ；進行清洗藥液的配置時，需計量反滲透裝置容積與管線的體積，同時考慮20%的 富裕度；配制開始時，啟動清洗泵、攪拌器，開啟清洗泵出口的再循環(huán)門，不斷的循環(huán)過程中，先啟動清洗藥箱的電加熱器，保證清洗藥液的溫度28°C 30°C，溶解晶體檸檬酸藥劑在每立方米容器中濃度達到2% ；3)開啟清洗泵14，在循環(huán)反滲透系統(tǒng)中，以較低的流速向反滲透裝置輸入檸檬酸清洗藥液，其壓力僅需達到補充進水至濃水的壓力損失即可，即壓力必須低到不會產生明顯的滲透產水；低壓置換操作能夠最大限度的減低污垢再次沉積到膜表面，檢測到濃水排放口鹽酸濃度接近藥箱中鹽酸濃度即可，否則會出現(xiàn)清洗液被稀釋的情況；4)循環(huán)清洗當濃水排放口檢測到接近藥箱中檸檬酸濃度、pH值和溫度時，即可開啟開啟濃、淡水清洗液回清洗藥箱13的手動門，同時關閉反滲透濃水閥、淡水閥，提高清洗泵出口壓力及流量，對反滲透裝置5進行正常清洗流量循環(huán)清洗。以正常清洗流量循環(huán)清洗 30min 60min ；循環(huán)清洗過程中定時測定檸檬酸清洗藥液的濃度和pH值，若pH值變化0. 5則應加酸、堿進行調節(jié)，直到進出口檸檬酸清洗藥液的濃度和PH值接近，循環(huán)清洗結束，該過程大約30min。如檸檬酸清洗藥液過于渾濁，應重新配制新藥液，重復清洗。5)浸泡停止清洗泵14的運行，讓膜元件完全浸泡在檸檬酸清洗藥液中，浸泡l_2h ;但對于頑固的污染物，需要延長浸泡時間。為了維持浸泡過程的溫度，可采用很低的循環(huán)流量，為正常循環(huán)清洗流量的10%即可。6)高流量循環(huán)再按照比正常清洗循環(huán)流量高f5m3/h的流量進行循環(huán)清洗3(T45min,高流量能沖洗掉清洗下來的污染物；7)沖洗停止檸檬酸化學清洗，再用其預處理系統(tǒng)產水利用反滲透給水泵I對反滲透裝置5進行酸洗工藝后期的大流量沖洗，沖洗溫度為20°C 25°C，系統(tǒng)沖洗時間Ih L 5h ；8)測定反滲透系統(tǒng)5膜表面的金屬離子濃度含量達到(TO. Olmg/L時，沖洗完畢，否則，重復步驟廣7);第二步氯洗氯洗的關鍵是必須保證系統(tǒng)之前必須進行嚴格的酸洗，保證系統(tǒng)中的金屬離能夠被完全的去除，因此在氯洗之前采用檸檬酸對反滲透裝置進行了嚴格酸洗，檸檬酸不僅能夠對無機鹽垢(CaC03、MgC03等)進行徹底的化學清洗，還能夠通過其獨特絡合作用，對膜表面的金屬離子進行絡合去除，為氯洗創(chuàng)造最佳的清洗條件。在進行氯洗之前一定測定膜元件中金屬離子的含量，保證金屬含量接近為Omg/L。然后系統(tǒng)中加入0. 5%的次氯酸鈉溶液，進行循環(huán)均勻后，向系統(tǒng)中加入0. 2%雙氧水進行氯洗，氯洗的本質是保證系統(tǒng)中含有一定的余氯，然后通過加入雙氧水進行循環(huán)清洗。；氯洗錢應先排盡清洗藥箱中檸檬酸酸洗藥液，并進行多次除鹽水滿水置換，保證清洗藥箱干凈，之后滿水備用。氯洗步驟如下I)氯洗藥液配制對清洗藥箱進行滿水置換，進行氯洗藥液的配置；啟動清洗泵和清洗藥箱的電加熱器，在不斷的自循環(huán)過程中，按照質量比5kg/m3向清洗藥箱里加入NaClO藥劑、2kg/m3的H2O2,混合均勻，然后用HCl調節(jié)pH至3 - 4，清洗溫度為20°C 25°C ；其配制過程為啟動清洗泵、攪拌器，開啟清洗泵出口的再循環(huán)門，不斷的循環(huán)過程中，向清洗藥箱里倒入計算好量的NaClO藥劑，循環(huán)均勻后測定其濃度為0. 5%，再向里加A H2O2，循環(huán)均勻后測定其濃度為0. 2% ；2)同檸檬酸洗步驟3)，開啟清洗泵14，在循環(huán)反滲透系統(tǒng)中，以較低的流速向反滲透系統(tǒng)中低流量輸入氯洗藥液； 3)循環(huán)清洗當濃水排放口檢測到接近清洗藥箱中藥液濃度時，即可開啟濃、淡水清洗液回清洗藥箱的手動門，同時關閉反滲透濃水閥、淡水閥，提高清洗泵出口壓力及流量，對反滲透裝置進行正常清洗流量循環(huán)清洗。正常清洗的流速在循環(huán)反滲透系統(tǒng)運行氯洗清洗藥液循環(huán)15 20min ；由于NaClO和H2O2對反滲透膜的影響性較大，因此定要控制好藥液的濃度，具體的清洗藥液濃度及清洗時間可以根據小型試驗進行精確的確定。但溫度一定要控制在25°C以下；在清洗藥箱13中用HCl溶液調節(jié)氯洗藥液pH至3 4，用HCl調節(jié)pH3 4獲得最好的殺菌效果和更長膜壽命；4)浸泡停止清洗泵14的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中，浸泡2tTl2h ;溶液浸泡2h即可將90%的細菌殺死，而浸泡12h則可達到99%的殺菌率，同時去除由于生物造成的I吳污堵塞；5)沖洗用其預處理系統(tǒng)產水利用反滲透給水泵I對系統(tǒng)進行大流量沖洗，沖洗溫度為20°C 25°C，系統(tǒng)沖洗時間約45mirT60min，即完成反滲透膜化學清洗過程。下面通過表I說明本發(fā)明的不同實施方式表I本發(fā)明具體實施例
權利要求
1.一種反滲透膜化學清洗方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 第一步檸檬酸酸洗 O啟動反滲透給水泵，采用其預處理系統(tǒng)產水對反滲透裝置進行沖洗5 10min ； 2)檸檬酸清洗藥液配制啟動清洗泵和清洗藥箱的電加熱器，在不斷的自循環(huán)過程中，按照質量比在清洗藥箱中溶解晶體檸檬酸藥劑，加入氨水調節(jié)清洗藥液PH 2. 5-3. O，清洗藥液溫度28°C 30°C ； 3)低流量向反滲透裝置中輸入上述檸檬酸清洗藥液； 4)當濃水排放口檢測到接近清洗藥箱中檸檬酸濃度、pH值和溫度時，即可對反滲透裝置進行循環(huán)清洗30min飛Omin ； 5)停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在檸檬酸清洗藥液中，浸泡l_2h； 6)重復步驟4)再次對反滲透裝置進行循環(huán)清洗30mirT45min； 7)停止檸檬酸化學清洗，采用其預處理系統(tǒng)產水對反滲透裝置大流量沖洗，沖洗溫度為200C 25°C，沖洗時間lh l. 5h ； 8)測定反滲透裝置膜表面的金屬離子濃度含量接近(H).01mg/L時，沖洗完畢，否則，重復步驟廣7)； 第二步氯洗 O氯洗藥液配制對清洗藥箱進行滿水置換，進行氯洗藥液的配置；啟動清洗泵和清洗藥箱的電加熱器，在不斷的自循環(huán)過程中，按照質量比向清洗藥箱里加入NaClO藥劑，再按照質量比加入H2O2，然后用HCl調節(jié)pH至3 4，清洗溫度為20°C 25°C ； 2)低流量向反滲透裝置中輸入上述氯洗藥液； 3)當濃水排放口檢測到接近藥箱中氯洗藥液濃度、pH值和溫度時，即可對反滲透裝置進行循環(huán)清洗15 20min ； 4)停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中，浸泡2tTl2h； 5)采用其預處理系統(tǒng)產水對滲透裝置進行沖洗45mirT60min，即完成反滲透膜化學清洗過程。
2.根據權利要求I所述的反滲透膜化學清洗方法，其特征在于，所述檸檬酸清洗藥液按照下述質量比的原料配制而成，按照每立方米容器量計 晶體朽1檬酸20kg/m3,氨水5kg/m3,其余為水。
3.根據權利要求2所述的反滲透膜化學清洗方法，其特征在于，所述氨水質量濃度為25%。
4.根據權利要求I所述的反滲透膜化學清洗方法，其特征在于，所述氯洗藥液按照下述質量比的原料配制而成，按照每立方米容器量計NaClO 5kg/m3, H2O2 2kg/m3,其余為水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反滲透膜化學清洗方法，采取酸洗和氯洗相結合的方式對被污染的反滲透膜進行化學清洗。首先利用檸檬酸對反滲透膜進行酸洗，去除膜表面的無機鹽垢和金屬離子，然后再采取氯洗技術對反滲透膜進行更深層次清洗，氯洗不僅能夠很好的去除生物污堵，還能起到良好的殺菌效果。氯洗即在一定余氯濃度的條件下，利用雙氧水溶液對膜進行化學清洗，通過多個現(xiàn)場酸洗和氯洗相結合清洗反滲透污染膜的實踐證明，這項技術完全可以推廣實施，并且對由于生物污堵產生的膜通量下降的反滲透系統(tǒng)效果尤為顯著。
文檔編號C02F1/44GK102814123SQ20121033703
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權日2012年9月12日
發(fā)明者涂孝飛, 楊彥科 申請人:西安興儀啟動發(fā)電試運有限公司