超滤膜是超滤设备的核心元件,较早开发的高分子分离膜之一,被用于超纯水制备中的中端处理装置。由于超滤膜是多空材料,以物理截留的方式去除水中的杂质,所以超滤膜要定期清洗,以保证超滤膜的通过量延长超滤膜的使用寿命。超滤膜的清洗方法分为七个步骤:
1、配制清洗液
2、低流量输入清洗液
首先用清洗水泵混合一遍清洗液,预热清洗液时应以低流量。然后以尽可能低的清洗液压力置换元件内的原水,其压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可,即压力必须低到不会产生明显的渗透产水。低压置换操作能够较大限度的减低污垢再次沉淀到膜表面,视情况而定,排放部分浓水以防止清洗液的稀释。
3、循环
当原水被置换掉后,浓水管路中就应该出现清洗液,让清洗液循环回清洗水箱并保证清洗液温度恒定。
4、浸泡
停止清洗泵的运行,让膜元件完全浸泡在清洗液中。有时元件浸泡大约1小时就足够了,但对于顽固的污染物,需要延长浸泡时间,如浸泡10~15小时或浸泡过夜。为了维持浸泡过程的温度,可采用很低的循环流量。
5、高流量水泵循环
高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的污染物,如果污染严重,请采用高于表1所规定的50%的流量将有助于清洗,在高流量条件下,将会出现过高压降的问题,单元件较大允许的压降为1bar(15psi),对多元件压力容器较大允许压降为3.5bar(50psi),以先超出为限。
6、冲洗
预处理的合格产水可以用于冲洗系统内的清洗液,除非存在腐蚀问题(例如,静止的海水将腐蚀不锈钢管道)。为了防止沉淀,较低冲洗温度为20oC。附注在酸洗过程中,应随时检查清洗液pH值变化,当在溶解无机盐类沉淀消耗掉酸时,如果pH的增加超过0.5个pH值单低,就应该向清洗箱内补充酸,酸性清洗液的总循环时间不应超过20分钟,超过这一时间后,清洗液可能会被清洗下来的无机盐所饱和,而污染物就会再次沉积在膜表面,此时应用合格预处理产水将膜系统及清洗系统内的第一遍清洗液排放掉,重新配置清洗液进行第第遍酸性清洗操作。如果系统必须停机24小时以上,则应将元件保存在1%(重量比)的亚硫酸氢钠水溶液中。在对大典系统清洗之前,建议从待清洗的系统内取出一支膜元件,进行单元件清洗效果试验评估。
7、清洗多段系统
在多段系统的冲洗和浸泡步骤中,可以对整个系统的所有段同时进行,但是对于高流量的循环必须分段进行,以保证循环流量对第一段不会太低而对最后一段不会太高,这可以通过一台泵每次分别清洗各段或针对每段流量要求设置不同的清洗泵来实现。
超滤膜组件的清洗方法有物理清洗法和化学清洗法。
物理清洗法:
1、正向等压清洗,全部打开浓缩水出口阀门,关闭超滤水阀门,靠大流量高流速对膜进行清洗。
2、逆向等压清洗,关闭超滤水阀门,切换阀门使进水与出水调换方向,以大流量高流速对膜进行逆向清洗。
3、反向冲洗,将清洗水用清洗水泵通过膜组件的超滤口泵入。
化学清洗法:
随着超滤膜组件的长期使用,当超滤膜的产水量下降20%以上或使用了1-4个月时,便需要对超滤膜进行化学清洗,以便及时去除超滤膜上的污染物,防止超滤膜形成顽固性结垢。一般情况的化学清洗,分为酸洗,碱洗。
A、 酸洗:使用柠檬酸将药液箱内的RO反渗透水(或超滤水)的PH值调到PH=2,启动药液泵,调节节阀使压力表显示压力P=0.20MPa,循环酸洗30分钟后使用超滤水将超滤膜冲洗干净为止。
B、碱洗:使用氢氧化钠和次氯酸钠将药液箱内的RO反渗透水(或超滤水)调节PH=12,启动药液泵,调节调节阀使压力表显示压力P=0.20MPa,循环碱洗30分钟后使用超滤水将超滤膜冲洗干净为止。
超滤膜组件清洗方法有物理清洗和化学清洗两种方式。
1、物理清洗步骤
(1)、逆向清洗:用原水冲洗摸内和进水端面的杂质。
(2)、反冲洗:用超滤水从膜外将膜内表面的污染物冲松散、剥落,分别从进水口和浓缩口排出(可加酸、碱或次氯酸钠等药品加强清洗效果)。
(3)、正向冲洗:用原水冲洗膜内和端面的杂质。
2、化学清洗步骤:
反渗透纯水设备超滤膜组件的清洗要根据不同的污染物选择合适的清洗剂。针对不同的污染物配制不同的清洗药剂,也可以按一下步骤做单独或组合清洗,有时需一定时间浸泡。
(1)、碱性清洗
1)、打入清洗箱30-40摄氏度热水;
2)、缓慢加入2-3%的烧碱,启动清洗泵在清洗水箱内打循环,使药品充分溶解。
3)、在系统内循环30-60分钟,期间因注意:
a、初始时如药液溶有较多污垢,应将浓水排放一小部分,以免对膜造成二次污染。
b、运行时如药剂消耗过多而使PH值变化较大,应及时补充药剂。
4)、排放清洗液,用10-30摄氏度净水将EDI超纯水设备系统彻底清洗干净。
(2)、酸性清洗
1)、打入清洗箱30-40摄氏度热水;
2)、缓慢加入1-2%的酸(柠檬酸或盐酸),启动清洗泵在清洗水箱内打循环,使药品充分溶解。
3)、在系统内循环30-60分钟,期间因注意:
a、初始时如药液溶有较多污垢,应将浓水排放一小部分,以免对膜造成二次污染。
b、运行时如药剂消耗过多而使PH值变化较大,应及时补充药剂。
4)、排放清洗液,用10-30摄氏度净水将EDI超纯水设备系统彻底清洗干净。
(3)、灭菌清洗
1)、打入清洗箱30-40摄氏度热水;
2)、缓慢加入烧碱至PH值12;
3)、加入次氯酸钠使总氯浓度为200ppm;
4)、在系统内虚幻30-60分钟;
5)、运行时检查PH及总氯浓度,需要时补充药剂以保持药剂浓度;
6)、排放清洗液,用10-30摄氏度净水将系统冲洗干净。
海绵球清洗
选择与膜管直径大小的海绵球,用管子通过膜管进行反复擦拭,而且可以反复使用。
热水冲洗法
热水洗涤方法将水加热至(30-40°C),然后冲洗膜表面,这个方法对于粘稠或热溶性杂质去除效果很好。
超滤膜的化学法清洗,需要根据不同的污染杂质种类来选择相对应的化学药剂,才能达到去污效果。
碱性溶液清洗:比较常用的碱NaOH。配制溶液的pH约为10-12。水循环操作后可清洗或者浸泡0.5h~1h后在清洗。可有效去除杂质和油脂。
氧化剂清洗剂:超滤膜化学剂H202和NaC10是很常用的杀菌剂。选择1%~3%H2O2、500~1000mg /
LNaC10等水溶液后在清洗,对污垢和消毒细菌很有效果。
食品工业中的蛋白质沉淀选择胃促胰酶溶剂或磷酸盐,硅酸盐基碱性洗涤剂进行,需要消毒(使用NaOH和H 2 O 2等)。
化学清洗方法和正常清洗超滤膜过程是一样的,将相对应的清洗液倒入原液口,会自动渗入浓缩层等返回清洗液容器,一番循环后排出,再用干净的水冲洗。
物理方法
正向等压清洗,全部打开浓缩水出口阀门,关闭超滤水阀门,靠大流量高流速对膜进行清洗。
逆向等压清洗,关闭超滤水阀门,切换阀门使进水与出水调换方向,以大流量高流速对膜进行逆向清洗。
反向冲洗,将清洗水用清洗水泵通过膜组件的超滤口泵入。
物理方法
正向等压清洗,全部打开浓缩水出口阀门,关闭超滤水阀门,靠大流量高流速对膜进行清洗。
逆向等压清洗,关闭超滤水阀门,切换阀门使进水与出水调换方向,以大流量高流速对膜进行逆向清洗。
反向冲洗,将清洗水用清洗水泵通过膜组件的超滤口泵入。