反滲透工藝運行操作的控制要素有哪些?
為了確保反滲透處理系統(tǒng)正常、可靠地運轉(zhuǎn),需要對工藝系統(tǒng)操作運行的工況條件加以控制,具體控制要素包括以下幾個方面。
(1)pH值
不同材質(zhì)的反滲透膜具有不同的pH值適用的范Χ,如醋酸纖維膜的pH值適用范Χ為3~8,芳香聚酰胺膜pH值范Χ為4~10;杜邦型尼龍中空纖維膜pH值范Χ為1.5~12。料液的pH值超出膜的使用限定范Χ時,將會對膜產(chǎn)生水解和老化等有害作用,引起產(chǎn)水量下降,并造成膜的性能的持續(xù)性降低、直至膜的損壞。通常,醋酸纖維膜運行時的pH值應(yīng)控制在4~7之間,而芳香聚酰胺膜運行時的pH值應(yīng)控制在3~11,復(fù)合膜的pH值允許范Χ約為2~11。
(2)溫度
反滲透過程中,料液溫度隨操作的進行會有所提高。在一定范Χ內(nèi),溫度升高引起料液黏度的降低,有利于反滲透產(chǎn)水量的增加,通常溫度?增加1℃,膜的透水能力約增加2.7%。商品膜所標注的膜透水能力一般為水溫在24~25℃的數(shù)據(jù)值,需通過校正系數(shù)推算工況溫度下的實際透水能力。應(yīng)注意的是,操作溫度不可超過膜的耐熱溫度,否則將影響膜的使用壽命。
(3)預(yù)處理處理料液的pH值、所含懸浮物及微生物量的高低等,都會影響反滲透的效果,因此必要時需對原水采取行之有效的預(yù)處理措施,如pH值調(diào)節(jié)、過濾、消毒等,以充分發(fā)揮反滲透的工作效率。
(4)操作壓力
在反滲透過程中,維持和提高操作壓力有利于提高透水率,并且由于膜被壓密,鹽的透過率會減小。但操作壓力超出一定極限時,由于膜壓實變形嚴重,會導(dǎo)致膜的透水能力衰退和膜的老化。因此,應(yīng)根據(jù)實際處理料液和所選反滲透膜的耐壓性能,選擇適當(dāng)?shù)倪\行操作壓力。
(5)膜組件的清洗效果膜污染是反滲透運行中必然產(chǎn)生的一種影響系統(tǒng)正常運行的現(xiàn)象。即使在操作之前對料液進行預(yù)處理,也不能完全消除膜的污染,膜污染產(chǎn)生后,輕則引起產(chǎn)水量及除鹽率下降,重則對膜的壽命產(chǎn)生非常大的影響,甚至造成處理系統(tǒng)運行癱瘓。因此,需要根據(jù)實際情況定期對膜組件進行清洗。
膜的清洗分物理法和化學(xué)法兩種:
物理法包括水力沖洗、冰汽混合沖洗、逆流沖洗及海綿球沖洗。水力沖洗主要采用減壓后高流速的水力沖洗以去除膜面污染物。水汽混合沖洗是借助于汽液與膜面發(fā)生剪切作用而消除極化層,壓力約0.3MPa,用淡水或空氣與淡水的混合液沖洗膜面,清洗時間一般為30min。逆流清洗是在中空纖維式組件中,將反向壓力施加于支撐層,引起膜透過液的反向流動,以松動和去除膜進料側(cè)活化層表面的污染物。海綿球清洗是依靠水力沖擊使直徑稍大于管徑的海綿球流經(jīng)膜面,以去除膜面的污染物。但此法只限于在內(nèi)壓管式膜組件中使用。
化學(xué)法是采用一定的化學(xué)清洗劑,在一定的條件下一次沖洗或循環(huán)沖洗膜面的方法。
在化學(xué)清洗中,必須考慮到兩點:
①清洗劑必須對污染物有很好的溶解和分解能力;
②清洗劑必須不污染和不損傷膜面。
因此,根據(jù)不同的污染物確定其清洗工藝時,要考慮到膜所允許使用的pH值范Χ、工作溫度及其膜對清洗劑本身的化學(xué)穩(wěn)定性。常用的清洗藥劑包括硝酸、磷酸、檸檬酸、氫氧化鈉以及?洗滌劑等。清洗劑種類、濃度及清洗時間的選擇需視實際具體情況,根據(jù)經(jīng)驗或清洗試驗的結(jié)果確定。