Pel que fa al rentat de fons (rentat inversa o neteja) de les membranes RO, no hi ha molts punts de desacord i, bàsicament, tothom té consens. Tot i això, l’amic va mencionar els problemes causats pel rentat de fons dels sistemes de membrana RO, cosa que em fa sentir que cal tornar a compartir amb vosaltres el concepte bàsic de rentador de membrana RO i especular amb valentia els motius pels quals les opinions errònies anteriors poden ser àmpliament difoses.
Primer, com és habitual, entendrem els punts clau i els possibles problemes de rentat de rotació a través de la definició bàsica i el procés de funcionament del rentat de membrana d’osmosi inversa.
I. Neteja inversa de membranes d’osmosi inversa (principalment del manual tècnic d’energia hidràulica)
(1) Definició bàsica de neteja inversa de membranes d'osmosi inversa
Neteja cap endavant: el disseny històric del sistema CIP és que el líquid de neteja flueix a l’extrem d’entrada d’aigua del recipient de pressió, passa per l’element de la membrana i surt de l’extrem d’aigua concentrat del recipient de pressió. Aquesta direcció de flux és la mateixa que el funcionament normal del sistema RO. Aquest mètode de neteja sol ser comú i eficaç.
Neteja inversa: però, es troba que la neteja inversa és beneficiosa en alguns processos de neteja. Quan hi ha contaminació biològica, col·loidal o de partícules severes, els contaminants es poden acumular en grans quantitats a la primera membrana a l’extrem d’entrada. És molt difícil trencar aquests contaminants i fluir per tots els elements de membrana del recipient de pressió. No obstant això, en la majoria dels casos, el líquid de neteja que flueix en sentit invers (entrant des de l'extrem d'aigua concentrat i sortint de l'extrem d'entrada, l'entrada i l'aigua concentrada es marquen al revés a la figura 2) pot rentar més fàcilment els contaminants.
(2) Precaucions per a la neteja inversa de les membranes d'osmosi inversa
① Prioritzeu l’eliminació de l’escala final
En fer una neteja de rentat de fons, primer s’ha d’eliminar l’escala de sal insoluble al final del sistema de membrana. Com que les vores dels cristalls de sal de l’escala són molt nítides, si es realitza una neteja inversa sense treure’ls, és probable que els cristalls de sal danyin directament la superfície de la membrana, provocant danys més greus que la neteja convencional (neteja cap endavant). Per tant, quan hi ha escala al sistema, la neteja convencional (endavant) es realitza generalment primer, donant prioritat a eliminar l'escala al final del sistema.
② Configuració del límit de flux de neteja
Quan es neteja en la direcció convencional, l’element de la membrana d’osmosi inversa es recolza i es protegeix per l’anell d’empenta i no s’esprofitarà i es deformarà. Tanmateix, durant la neteja inversa, la primera membrana no estarà protegida per l’anell d’empenta. Per tant, recomanem limitar el cabal de neteja durant la neteja inversa.
El cabal normal de neteja per a elements de membrana de 8 polzades és de 136-182 L/min. Recomanem limitar el cabal de neteja inversa a 2/3 del cabal de neteja normal, o 91-121 L/min. Si la pressió diferencial és alta i la contaminació severa, el cabal de neteja es pot reduir a 1/3, o 45-61 L/min, per reduir la possibilitat de deformació de l’element de membrana. Per als elements de membrana que utilitzen un espaciador d’entrada de 34 milles, el cabal de neteja és lleugerament superior al dels elements convencionals de la membrana.
En començar la neteja, utilitzeu un cabal baix i augmenteu -lo lentament en funció de la pressió diferencial real. Un cop eliminats els contaminants i la pressió diferencial disminueix, es pot augmentar lentament el cabal i la neteja inversa es pot realitzar al cabal normal com a pas final.
Nota: No netegeu mai l’element de la membrana del costat permeat; Això provocarà la retrocés de l’element de la membrana, causant danys irreversibles.
③ Altres precaucions
No tots els sistemes de membrana RO es poden modificar fàcilment per a la neteja inversa.
El millor enfocament és dissenyar el sistema per a la neteja en qualsevol direcció durant la construcció. Tingueu en compte que la neteja bidireccional és necessària, no només inversa -.
Un segon enfocament és dissenyar el sistema per a la inversa - FLUSHING (concentrat per alimentar). Tot i que no és tan eficaç com el flux de flux inversa -, pot ajudar a eliminar els contaminants a l'extrem frontal del sistema RO.
Un tercer enfocament és eliminar la primera membrana fortament fallada, treure el segell de concentrat, reposicionar la membrana i, després, tornar a instal·lar el segell de concentrat a l’altre extrem (l’anterior final del concentrat). Això permet eliminar més eficiència de la contaminació severa amb el flux de flux convencional cap endavant - i, en molts casos, aquest mètode de funcionament també pot ajudar a eliminar els contaminants.
Els límits per al flux de flux inversa -, inclosos la concentració de solució de neteja, el pH i la temperatura, són els mateixos que per a la neteja convencional.
Resum: Després de revisar els principis bàsics de la remolc de la membrana d'osmosi inversa, trobem que en determinades circumstàncies (quan hi ha una contaminació biològica, coloidal o partícula greu, on els contaminants poden acumular -se significativament a la primera membrana al final de l'alimentació), combinant l'osmosi inversa d'osmosi que es produeix amb el rentat de membrana convencional - de flux pot millorar significativament els elements de la membrana. Per descomptat, el disseny i els procediments s’han d’adherir estrictament a les especificacions anteriors.
Hem de prestar una atenció especial a la declaració sobre la "backpresstura" esmentada anteriorment: mai netejar elements de membrana del producte de l'aigua. Això provocarà una contrapressió i un dany irreversible.
Per què moltes persones creuen que el rentat de fons d’una membrana d’osmosi inversa crea retrocés?
És perquè moltes persones interpreten erròniament el rentador de membrana d'osmosi inversa com a similar al de rematar una membrana d'ultrafiltració (una suposició atrevida). El rentat de membrana d’ultrafiltració utilitza l’entrada d’aigua del producte com a entrada de rentat posterior, mentre que les preses d’entrada i concentrat/aigües residuals serveixen com a punts de sortida inferiors i superiors, respectivament. Imagineu -vos que si un usuari d’aigua prengués per descomptat el rentat de membrana d’osmosi inversa, inevitablement conclouria que el rentat de fons d’una membrana d’osmosi inversa crea retrocés i perjudica l’estructura de la membrana.
Per aprofundir en la vostra comprensió, permeteu -me també una visió general del procés de funcionament d’un sistema de membrana d’ultrafiltració - No crec que ho hagi compartit mai per separat.
II. Procés de funcionament del sistema de membrana d’ultrafiltració (inclosa la neteja)
(1) Visió general del sistema de membrana d’ultrafiltració
La membrana d’ultrafiltració sol adoptar el mode de filtració de flux complet, que estalvia molt el consum d’energia operativa. L’operació adopta el mode de control de mantenir la producció d’aigua constant, és a dir, un flux constant. Per tant, la pressió transmembrana (TMP) de la membrana d’ultrafiltració continuarà augmentant a mesura que avanci el procés de filtració. Això requereix el rentat de fons assistit a l’aire a intervals per controlar l’augment de TMP.
Les partícules sòlides atrapades a la superfície de la membrana s’eliminen mitjançant un rentat de fons assistit a l’aire regular. Aquest rentat de fons no requereix l’addició d’agents de neteja química. Els contaminants sòlids s’eliminen al rentador assistit de fregament d’aire regular, evitant així la seva deposició a la superfície de la membrana.
Les contaminacions adsorbides a la superfície de la membrana que no es poden eliminar per rentat posterior són eliminades per rentat químic en línia (CEB). Durant el procés de rentat químic millorat, s'afegeix una petita quantitat d'agent químic a l'aigua de rentat posterior. Després d’un curt temps de remull (normalment 5-10 minuts), l’agent químic és descarregat i la membrana d’ultrafiltració es pot restaurar a un estat proper al seu estat inicial.
A més, el sistema de membrana d’ultrafiltració s’ha de netejar regularment de forma química (CIP) per eliminar completament els contaminants i restaurar el rendiment de la membrana d’ultrafiltració. Els agents del CIP poden ser hidròxid de sodi, hipoclorit de sodi, àcid clorhídric, àcid cítric, etc.
(2) Passos d'operació del sistema de membrana d'ultrafiltració
Els passos d’operació del sistema de membrana d’ultrafiltració es poden dividir principalment en: filtració, fregament d’aire, drenatge inferior, rentadora superior, rentat posterior, rentat endavant, rentat de fons millorat químic (CEB), neteja química al seu lloc (CIP), etc.
① Filtració (estat de treball de separació)
Quan s’inicia el sistema de membrana d’ultrafiltració, es recomana realitzar un rentat cap endavant de 2-3 minuts per eliminar els productes químics residuals i l’aire al conjunt de la membrana. El rentat cap endavant és quan l’aigua d’entrada entra al conjunt de membrana des de l’entrada d’aigua inferior del conjunt de membrana, esbandida la superfície exterior de la fibra de la membrana i es descarrega de la sortida d’aigua concentrada a la part superior del conjunt de la membrana. Durant aquest pas, l’aigua d’entrada no es filtrarà.
Un cop finalitzat el rentat endavant, el sistema es pot canviar a l'estat de l'operació de filtració. Normalment un cicle d’operacions és de 20 a 60 minuts, que varia segons les condicions d’aigua d’entrada i els procediments de neteja. En condicions normals de filtració, es filtra el 100% de l’aigua d’entrada, és a dir, la filtració de flux complet.
A causa de la intercepció de contaminants durant el procés de filtració, la pressió transmembrana (TMP) augmentarà. Al final dels passos de funcionament pre -, canviarà als passos de neteja del fregament d'aire i el rentat posterior.
② Scrub Air
El sistema de membrana d’ultrafiltració entra automàticament al pas de fregament d’aire. Air Scrub utilitza bombolles d'aire comprimides per afluixar contaminants atrapats a la superfície exterior dels filaments de la membrana. L’aire comprimit entra al mòdul de membrana a través de l’entrada d’aire inferior i es descarrega a través de la sortida de concentrat superior.
③ El desguàs inferior
Després del pas de fregament d’aire, s’atura l’aire, s’obre la vàlvula de desguàs inferior i el mòdul de la membrana s’escorre de gravetat, traient els contaminants afluixats amb l’aigua de desguàs.
④ Rasa de fons superior
Després de drenar -se, es realitza el primer pas de rentat posterior, es realitza el pas superior de renta posterior. L’aigua de rentat de fons entra als filaments de la membrana a través de la sortida d’aigua superior del mòdul de la membrana i passa pels filaments de la membrana en el sentit contrari del flux d’aigua operativa. Les aigües residuals de fons recopilen fora dels filaments de la membrana. La vàlvula de desguàs de rentat posterior s’obre per permetre que les aigües residuals de rentadora es descarreguin a través de la sortida de concentrat superior del mòdul de membrana. El pas superior del rentador superior neteja primer la regió superior del mòdul de la membrana, on la contaminació és més severa.
⑤ Baixa de fons inferior
El segon pas de rentat posterior, el pas inferior de rentat posterior, elimina els contaminants de la regió inferior del mòdul de membrana. Mantenir el flux d’aigua de rentat posterior a través de la sortida d’aigua superior del mòdul de la membrana i obrir la vàlvula de desguàs inferior de rentat posterior per permetre que l’aigües residual de rentador es dreni per l’entrada d’aigua inferior del mòdul de la membrana elimina efectivament els contaminants de l’extrem inferior.
⑥ rentat endavant
Un cop finalitzada el rentat posterior, es requereix un rentat endavant per eliminar els contaminants i productes químics restants i expulsar l’aire atrapat dins del mòdul de la membrana. Un cop finalitzat el rentat endavant, el sistema d’ultrafiltració es pot tornar a posar en funcionament de filtració o mode d’espera.
⑦ El rentador de fons millorat químicament (CEB)
Si el fregament de l’aire convencional - El rentat assistit no elimina tots els contaminants, l’efecte de rentat posterior es pot millorar afegint productes químics durant la rentat posterior, un procés conegut com a rentat de fons millorat químicament (CEB).
El procés CEB inclou una fase de fregament d’aire, rentat de productes químics, remull i un fregament convencional d’aire - en fase de rentat assistida per eliminar contaminants i productes químics.
Segons la substància química que s’utilitza, el CEB es classifica generalment com a CEB alcalina per a la contaminació orgànica i biològica a l’aigua crua i l’àcid CEB per a la contaminació inorgànica causada per col·loides de ferro i alumini o la duresa a l’aigua crua:
Alkaline CEB: 0,1% NAOCL + 0.05% NaOH (pH objectiu 12)
Àcid CEB: 0,1% HCl o H₂so₄ (pH objectiu 2)
⑧ Neteja característica al seu lloc (CIP)
Les operacions de neteja química al seu lloc (CIP) inclouen el rentat posterior i la recirculació química. La freqüència de CIP varia segons la qualitat de l’aigua de l’alimentació i pot anar d’un a tres mesos.
Abans del CIP, es realitza un rentat rutinari, que inclou fregament d’aire, drenatge inferior, rentat posterior i rentat posterior. El procés de rentat posterior es repeteix normalment de tres a vuit vegades per eliminar contaminants que d’una altra manera s’eliminarien mitjançant la neteja de productes químics.
Atès que els sistemes de membrana d’ultrafiltració funcionen amb rentador freqüent (cada 20 a 60 minuts), generalment s’utilitzen mitjançant control automatitzat. Tenint en compte les diferències significatives en la qualitat de l’aigua influent entre els sistemes, cal finalitzar els paràmetres i les seqüències específiques d’operació i neteja a partir de la posada en servei de -. Com a regla general, quan la qualitat de l’aigua influent és pobra, augmenta la freqüència de rentat de fons, fregament d’aire i rentat de fons químicament.
