Dung dịch vệ sinh màng thẩm thấu ngược phần 1

Dung dịch vệ sinh màng thẩm thấu ngược

   

1 Ô nhiễm và làm sạch các thành phần màng thẩm thấu ngược

Sau một thời gian hoạt động bình thường, thành phần màng thẩm thấu ngược bị nhiễm bẩn bởi chất rắn lơ lửng hoặc muối không hòa tan có thể có trong nước cấp. Các loại ô nhiễm phổ biến nhất là kết tủa canxi cacbonat, kết tủa canxi sunfat và kim loại (sắt, mangan, đồng, Niken, nhôm, v.v. kết tủa oxit, cặn silicon, hỗn hợp lắng đọng vô cơ hoặc hữu cơ, chất hữu cơ tự nhiên NOM, chất hữu cơ tổng hợp ( ví dụ như chất ức chế/phân tán cáu cặn, chất điện giải cation), vi sinh vật (tảo, nấm mốc, nấm), v.v. Ô nhiễm.

Bản chất của ô nhiễm và tỷ lệ ô nhiễm phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như chất lượng nước cấp và khả năng phục hồi hệ thống. Thông thường, ô nhiễm tăng dần và nếu không được kiểm soát càng sớm càng tốt, ô nhiễm sẽ làm hỏng các thành phần màng trong thời gian tương đối ngắn. Nên làm sạch các thành phần màng khi thành phần màng được xác nhận là bị nhiễm bẩn, trước khi ngừng hoạt động trong thời gian dài hoặc như một hoạt động bảo trì định kỳ định kỳ.

Cần phải làm sạch bằng hóa chất hoặc rửa vật lý khi hệ thống (hoặc thiết bị) thẩm thấu ngược có các triệu chứng sau:

Dưới áp lực cấp nước bình thường, sản lượng nước thấp hơn 10-15% so với giá trị bình thường;

Để duy trì sản xuất nước bình thường, áp suất nước cấp được điều chỉnh theo nhiệt độ tăng từ 10 đến 15%;

Chất lượng nước của nước sản xuất giảm từ 10 đến 15% và độ thấm muối tăng từ 10 đến 15%;

Áp lực cấp nước tăng 10-15%;

Chênh lệch áp suất giữa các phần khác nhau của hệ thống tăng lên đáng kể.

Việc duy trì các thông số vận hành ổn định chủ yếu đề cập đến lưu lượng sản xuất nước, áp suất ngược sản xuất nước, tốc độ thu hồi, nhiệt độ và TDS. Nếu các thông số vận hành này dao động, nên kiểm tra xem có bất kỳ ô nhiễm nào hay không, hoặc liệu hoạt động thực tế của thẩm thấu ngược có bình thường hay không dưới giả định thay đổi các thông số vận hành chính.

Hiệu suất tổng thể của hệ thống giám sát thời gian là phương pháp cơ bản để xác nhận xem phần tử màng có bị nhiễm bẩn hay không. Ảnh hưởng của ô nhiễm lên các thành phần màng là dần dần và mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào bản chất của ô nhiễm. Bảng 1 "Đặc điểm ô nhiễm màng thẩm thấu ngược và phương pháp xử lý" liệt kê các hiện tượng ô nhiễm phổ biến và phương pháp xử lý tương ứng.

Đối với màng thẩm thấu ngược bị nhiễm bẩn, chu trình làm sạch phụ thuộc vào tình hình thực tế tại chỗ. Chu kỳ vệ sinh thông thường được khuyến nghị là 3-12 tháng một lần.

Khi phần tử màng chỉ bị nhiễm bẩn nhẹ, điều quan trọng là phải làm sạch phần tử màng. Ô nhiễm nghiêm trọng có thể cản trở hiệu quả làm sạch bằng cách cản trở sự xâm nhập của hóa chất vào lớp bị ô nhiễm.

Những loại chất gây ô nhiễm nào được làm sạch và cách chúng được làm sạch nên được thực hiện tùy theo mức độ ô nhiễm của địa điểm. Đối với tình huống phức tạp khi tồn tại nhiều loại ô nhiễm cùng một lúc, phương pháp làm sạch là làm sạch xen kẽ bằng chất lỏng làm sạch có độ pH thấp và độ pH cao (nên làm sạch giá trị PH cao trước khi độ pH thấp).

Bảng 1 Đặc điểm ô nhiễm màng thẩm thấu ngược và phương pháp xử lý

Loài bị ô nhiễm

Nó có thể xảy ra ở đâu

Giảm áp suất

Áp lực cấp nước

Tốc độ truyền muối

Oxit kim loại (Fe, Mn, Cu, Ni, Zn)

Phần tử màng một giai đoạn, mặt trước

Tăng nhanh

Tăng nhanh

Tăng nhanh

Chất keo (hỗn hợp hữu cơ và vô cơ)

Phần tử màng một giai đoạn, mặt trước

tăng dần

tăng dần

Tăng nhẹ

Cân khoáng (Ca, Mg, Ba, Sr)

Giai đoạn cuối, phần tử màng cuối cùng

Tăng vừa phải

Tăng nhẹ

Nói chung là tăng

Tiền gửi silicon polyme

Giai đoạn cuối, phần tử màng cuối cùng

Nói chung là tăng

tăng

Nói chung là tăng

Ô nhiễm sinh học ở bất kỳ vị trí nào thường là sự gia tăng đáng kể các thành phần màng mặt trước.

Ô nhiễm hữu cơ (NOM không hòa tan) tất cả các phân đoạn tăng dần tăng giảm

Ô nhiễm chất ức chế quy mô

Nghiêm trọng thứ hai

Nói chung là tăng

tăng

Nói chung là tăng

Thiệt hại do oxy hóa (Cl 2, Ozone, KmnO 4 )

Một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất

Nói chung là tăng

Thấp hơn

tăng

Thiệt hại thủy phân (ngoài phạm vi pH)

Tất cả các phân đoạn

Nói chung là thấp hơn

Thấp hơn

tăng

Thiệt hại mài mòn (mực in)

Một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất

Nói chung là thấp hơn

Thấp hơn

tăng

Rò rỉ vòng chữ O (ống kết nối bên trong hoặc bộ chuyển đổi)

Không đều, thường là ở bộ chuyển đổi nguồn nước

Nói chung là thấp hơn

Nói chung là thấp hơn

tăng

Rò rỉ tạp dề (do áp suất ngược của nước sản xuất), giai đoạn nghiêm trọng nhất là giảm chung, giảm chung, tăng

Rò rỉ tạp dề (do đóng van cấp nước trong khi vệ sinh hoặc xả nước) Tăng thành phần cuối cùng (tăng ô nhiễm ban đầu và tăng chênh lệch áp suất)

2 Phân tích hiện trạng ô nhiễm

Thang canxi cacbonat:

Thang đo canxi cacbonat là thang đo khoáng sản. Khi hệ thống bổ sung chất ức chế/phân tán cặn không thành công hoặc khi hệ thống điều chỉnh pH axit không thành công và độ pH của nước cấp tăng lên, cặn canxi cacbonat có thể bị lắng đọng. Điều cực kỳ cần thiết là phải phát hiện cặn canxi cacbonat càng sớm càng tốt để tránh làm hỏng thành phần màng do hư hỏng tinh thể lắng đọng trên bề mặt lớp màng. Việc phát hiện sớm cặn canxi cacbonat có thể được loại bỏ bằng cách giảm độ pH của nước cấp xuống 3~5 và chạy trong 1-2 giờ. Đối với cặn canxi cacbonat có thời gian lắng đọng lâu có thể loại bỏ bằng cách rửa bằng dung dịch axit citric có độ pH thấp.

Thang canxi sunfat, bari sunfat, bari sunfat:

Thang đo sunfat là thang đo khoáng chất cứng hơn nhiều so với thang đo canxi cacbonat và không dễ dàng loại bỏ. Cặn sunfat có thể bị lắng đọng khi hệ thống bổ sung chất ức chế/phân tán cặn bị lỗi hoặc khi thêm axit sulfuric để điều chỉnh độ pH. Công ty tin rằng việc phát hiện sớm cặn sunfat là cần thiết để ngăn chặn sự phá hủy tinh thể đối với các thành phần màng lắng đọng trên bề mặt màng. Bari sulfat và bari sulfat khó loại bỏ vì chúng khó hòa tan trong hầu hết các dung dịch tẩy rửa, vì vậy cần đặc biệt cẩn thận để ngăn chặn sự hình thành cặn như vậy.

Ô nhiễm oxit kim loại/hydroxit:

Các oxit kim loại và hydroxit kim loại điển hình bị nhiễm sắt, kẽm, mangan, đồng, nhôm và các loại tương tự. Sự hình thành cặn này có thể do ăn mòn đường ống thiết bị, bình chứa (bể/bể) hoặc các ion kim loại bị oxy hóa, clo, ozon, kali, thuốc tím trong không khí hoặc do quá trình lọc tiền xử lý. Hệ thống sử dụng chất keo tụ sắt hoặc nhôm.

Cân silicon polyme hóa:

Thang đo gel silicon được gây ra bởi trạng thái siêu bão hòa của silicon hòa tan và polymer và rất khó loại bỏ. Cần lưu ý rằng sự ô nhiễm silicon này khác với sự ô nhiễm của các vật thể silica gel. Ô nhiễm gel silica có thể do liên kết với hydroxit kim loại hoặc với chất hữu cơ. Việc loại bỏ cặn silica rất khó và có thể sử dụng các phương pháp làm sạch bằng hóa chất truyền thống. Nếu phương pháp truyền thống không giải quyết được vấn đề tháo cân, vui lòng liên hệ với bộ phận kỹ thuật của công ty. Các chất tẩy rửa hóa học hiện có, chẳng hạn như amoni florua, đã được sử dụng thành công trong một số dự án, nhưng phải xem xét các mối nguy hiểm khi vận hành và hư hỏng thiết bị khi sử dụng chúng.

Ô nhiễm keo:

Chất keo là các chất vô cơ lơ lửng trong nước hoặc các hạt của hỗn hợp hữu cơ và vô cơ không kết tủa do trọng lực của chúng. Chất keo thường chứa một hoặc nhiều thành phần chính sau, chẳng hạn như sắt, nhôm, silicon, lưu huỳnh hoặc chất hữu cơ.

Ô nhiễm chất hữu cơ tự nhiên không hòa tan (NOM):

Chất hữu cơ tự nhiên không hòa tan (NOM?? Chất hữu cơ tự nhiên) thường được gây ra bởi sự phân hủy các chất dinh dưỡng trong nước mặt hoặc nước giếng sâu. Cơ chế hóa học của ô nhiễm hữu cơ rất phức tạp, với thành phần hữu cơ chính là axit humic hoặc axit fulvic. Sự hấp phụ NOM không hòa tan lên bề mặt màng có thể gây ô nhiễm nhanh chóng cho thành phần màng RO và sau khi quá trình hấp thụ xảy ra, quá trình hình thành dần dần gel hoặc khối ô nhiễm bắt đầu.

Lắng đọng vi sinh vật:

Cặn hữu cơ được tạo ra bởi chất nhờn của vi khuẩn, nấm, nấm mốc, v.v., rất khó loại bỏ, đặc biệt nếu đường dẫn nước cấp bị tắc hoàn toàn. Sự tắc nghẽn của đường cấp nước khiến nước đầu vào đã được làm sạch khó có thể đi vào thành phần màng một cách đồng đều. Để ngăn chặn sự phát triển hơn nữa của các cặn lắng như vậy, điều quan trọng không chỉ là làm sạch và bảo trì hệ thống RO mà còn phải làm sạch tiền xử lý, đường ống và đầu lọc. Khi sử dụng khử trùng oxy hóa các thành phần màng, vui lòng liên hệ với bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của chúng tôi để sử dụng thuốc diệt nấm đã được phê duyệt.

3 Lựa chọn và sử dụng dung dịch tẩy rửa

Có rất nhiều yếu tố liên quan đến việc lựa chọn hóa chất tẩy rửa phù hợp và giải pháp tẩy rửa hợp lý. Đầu tiên, chúng ta phải liên hệ với nhân viên bảo trì của công ty để xác định các chất gây ô nhiễm chính và lựa chọn chất tẩy rửa hóa học phù hợp. Đôi khi, đối với một tình huống ô nhiễm hoặc ô nhiễm cụ thể, hãy sử dụng chất làm sạch hóa học đặc biệt của nhà sản xuất hóa chất RO, tùy theo hiệu suất sản phẩm và hướng dẫn do nhà cung cấp dược phẩm cung cấp. Trong một số trường hợp, một phần tử màng đơn lẻ đã bị nhiễm bẩn có thể được loại bỏ khỏi thiết bị thẩm thấu ngược để kiểm tra và làm sạch nhằm xác định quy trình làm sạch và hóa chất thích hợp.

Để đạt được hiệu quả làm sạch, một số chất tẩy rửa hóa học khác nhau đôi khi được sử dụng để làm sạch kết hợp.

Một quy trình điển hình trước tiên là làm sạch các khoáng chất có độ pH thấp, loại bỏ các chất gây ô nhiễm cặn khoáng, sau đó rửa chúng bằng độ pH cao để loại bỏ chất hữu cơ. Một số giải pháp làm sạch kết hợp chất tẩy rửa để giúp loại bỏ các mảnh vụn sinh học và hữu cơ nghiêm trọng, trong khi các chất khác như chelate EDTA có thể được sử dụng để hỗ trợ loại bỏ chất keo, chất hữu cơ, vi sinh vật và vảy sunfat.

Cần cân nhắc cẩn thận thực tế là nếu lựa chọn các phương pháp và hóa chất làm sạch bằng hóa chất không phù hợp thì tình trạng ô nhiễm sẽ trở nên trầm trọng hơn.

4 Tiêu chí lựa chọn và sử dụng hóa chất tẩy rửa

Hóa chất đặc biệt sử dụng trước tiên phải đảm bảo đã được công ty chứng nhận và đáp ứng các yêu cầu về thành phần màng của công ty. Hướng dẫn/đề xuất của nhà cung cấp dược phẩm không được mâu thuẫn với các thông số làm sạch và các loại hóa chất đã xác định được công ty khuyến nghị trong bản tin dịch vụ kỹ thuật này;

Nếu bạn đang sử dụng hóa chất được chỉ định, hãy đảm bảo rằng nó được liệt kê trong bản tin dịch vụ kỹ thuật của công ty và đáp ứng các yêu cầu về thành phần màng của chúng tôi (tham khảo ý kiến ​​của công ty);

Phương pháp làm sạch được hoàn thiện bằng phương pháp kết hợp, bao gồm các thông số làm sạch phù hợp như pH, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc sẽ giúp nâng cao hiệu quả làm sạch;

Làm sạch ở nhiệt độ thích hợp để đạt được hiệu quả làm sạch tốt nhất và kéo dài tuổi thọ của phần tử màng;

Làm sạch với số lần tiếp xúc hóa chất tối thiểu sẽ có lợi cho việc kéo dài tuổi thọ màng;

Điều chỉnh cẩn thận khoảng pH từ thấp đến cao để kéo dài tuổi thọ của màng. Phạm vi pH là 2 ~ 12 (không vượt quá);

Phương pháp làm sạch điển hình và hiệu quả nhất là làm sạch từ dung dịch có độ pH thấp đến dung dịch có độ pH cao. Tuy nhiên, không thể bắt đầu làm sạch các thành phần màng bị nhiễm dầu từ độ pH thấp vì dầu sẽ đông đặc ở độ pH thấp;

Hướng dòng làm sạch và rửa phải được giữ theo cùng một hướng;

Khi làm sạch thiết bị thẩm thấu ngược nhiều giai đoạn, phương pháp làm sạch hiệu quả nhất được chia thành các phần, sao cho có thể kiểm soát tốc độ dòng làm sạch và nồng độ của dung dịch làm sạch để ngăn chặn các chất ô nhiễm ở giai đoạn trước xâm nhập vào phần tử màng hạ lưu ;

Rửa chất tẩy rửa bằng nước sản phẩm có độ pH cao hơn sẽ làm giảm sự tạo bọt;

Nếu hệ thống đã bị ô nhiễm sinh học, hãy cân nhắc thêm bước làm sạch bằng hóa chất diệt khuẩn sau khi làm sạch. Thuốc diệt nấm phải được dùng ngay sau khi rửa, hoặc có thể thêm liên tục (ví dụ mỗi tuần một lần) với một liều lượng nhất định trong quá trình chạy. Phải khẳng định loại thuốc diệt nấm được sử dụng tương thích với thành phần màng, không gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và có thể kiểm soát hoạt động sinh học một cách hiệu quả với chi phí thấp;

Để đảm bảo an toàn, khi hòa tan hóa chất, bạn nhớ cho từ từ hóa chất vào lượng nước vừa đủ và khuấy đều;

Vì lý do an toàn, không thể trộn axit với vật liệu ăn mòn (ăn mòn). Rửa kỹ dung dịch tẩy rửa hóa học còn lại khỏi hệ thống RO trước khi sử dụng dung dịch tiếp theo.

5 lựa chọn giải pháp làm sạch

Bảng 2 - Công thức giải pháp làm sạch thông thường Giải pháp làm sạch được cung cấp là việc bổ sung một trọng lượng (hoặc thể tích) hóa chất nhất định vào 100 gallon (379 lít) nước sạch (nước sản phẩm RO hoặc nước không chứa clo). Dung dịch được pha theo tỷ lệ giữa lượng hóa chất sử dụng và lượng nước sử dụng. Dung môi là nước sản phẩm RO hoặc nước khử ion, không chứa clo và độ cứng. Trước khi dung dịch làm sạch đi vào phần tử màng, cần trộn kỹ và điều chỉnh độ pH theo giá trị mục tiêu và ổn định nhiệt độ theo giá trị nhiệt độ mục tiêu. Các phương pháp làm sạch thông thường được thiết lập dựa trên việc làm sạch theo chu kỳ dung dịch làm sạch bằng hóa chất trong một giờ và ngâm hóa chất tùy chọn trong một giờ.

Bảng 2 Công thức dung dịch tẩy rửa thông thường (dựa trên 100 gallon hoặc 379 lít)

Chất lỏng làm sạch

Thành phần chính

Tiệm thuốc

Dung dịch tẩy rửa pH

Nhiệt độ chất lỏng làm sạch tối đa

1

Axit citric (100% bột)

17.0 lb (7,7 kg)

Điều chỉnh độ pH thành 3.0~4.0 bằng nước amoniac

40 độ C

2

Axit clohydric (HCl) (mật độ 22 Baume hoặc nồng độ 36%)

0,47 gallon (1,8 lít)

Thêm từ từ axit clohydric để điều chỉnh pH đến 2,5, tăng pH bằng natri hydroxit

35 độ

3

Natri hydroxit (100% bột) hoặc (50% chất lỏng)

{{0}},83 lbs (0,38 kg) 0,13 gallon (0,5 lít)

Thêm từ từ natri hydroxit để điều chỉnh độ pH đến 11,5 và giảm độ pH bằng axit clohydric.

30 độ C

6 Giới thiệu giải pháp làm sạch thông thường

[Giải pháp 1]

2.0% (W) dung dịch làm sạch có độ pH thấp của axit citric (C6H8O7). Nó rất hiệu quả để loại bỏ cặn muối vô cơ (chẳng hạn như cặn canxi cacbonat, canxi sunfat, bari sunfat, bari sunfat, v.v.), oxit/hydroxit kim loại (sắt, mangan, đồng, niken, nhôm, v.v.) và vô cơ. chất keo.

[Giải pháp 2]

0.5% (W) dung dịch làm sạch axit clohydric có độ pH thấp, chủ yếu được sử dụng để loại bỏ cặn vô cơ (chẳng hạn như cặn canxi cacbonat, canxi sunfat, bari sunfat, bari sunfat, v.v.), oxit kim loại/hydroxit (sắt , mangan, đồng, Niken, nhôm, v.v. và các chất keo vô cơ… Dung dịch tẩy rửa này mạnh hơn dung dịch 1 vì axit clohydric (HCl) là axit mạnh.

[Giải pháp 3]

Dung dịch làm sạch natri hydroxit có độ pH cao 0,1% (W). Được sử dụng để loại bỏ cặn silicon polyme. Kem dưỡng da này là một dung dịch làm sạch có tính kiềm tương đối mạnh.