2024年3月28日
逆浸透膜汚染分析とソリューションの包括的な分析
まずは 逆浸透膜 汚染
1, 逆浸透膜 性能の低下により、膜の汚染が発生します
(1)ポリエステル素材強化不織布、厚さ約120μm。(2)ポリスルホン材料多孔質中間支持層、厚さ約40μm。
(3)ポリアミド素材の極薄分離層、厚さ約0.2μm。
その性能構造によると、透過性膜の性能損傷などの損傷には、次の理由があります。
(1)新しいもののメンテナンス 逆浸透膜 標準化されていません。
(2)メンテナンスが要件を満たしている場合、保管期間は1年を超えます。
(3)シャットダウン状態では、 逆浸透膜 メンテナンスは標準化されていません。
(4)周囲温度が5°C未満である。
(5)システムは高圧下で動作します。
(6)シャットダウン中の不適切な操作。
2、水質は頻繁に変化し、膜汚染を引き起こします
設計水質により原水の水質が変化するため、前処理負荷が増加します。水中の無機物、有機物、微生物、粒状物質、コロイドなどの不純物の増加により、膜汚染の可能性が高まります。
3、クリーニングとクリーニング方法が正しくなく、膜汚染が原因です
使用の過程で、フィルムの性能の通常の減衰に加えて、誤った洗浄方法も深刻な膜汚染につながる重要な要素です。
4.投与量が正しくありません
使用中、ポリアミドフィルムの残留耐塩素性が悪く、塩素やその他の消毒剤が使用中に正しく追加されず、ユーザーが微生物の予防に十分な注意を払っていないため、微生物汚染につながる可能性があります。
5、フィルム表面の摩耗
膜要素が異物によって塞がれたり、膜の表面が摩耗したり(砂など)している場合は、この場合、システム内のコンポーネントを検出方法で検出し、損傷したコンポーネントを見つけ、膜要素を再構築して交換する必要があります
第二に、の現象 逆浸透膜 汚染
逆浸透膜操作の過程では、膜の選択的透過性により、一部の溶質が膜表面近くに蓄積し、膜の汚れ現象が発生します。
ファウリングにはいくつかの一般的な兆候があります:1つは生物学的ファウリングです(症状が徐々に現れます)有機沈殿物は、主に生きているか死んでいる微生物、炭化水素誘導体、天然有機ポリマー、およびすべての炭素含有材料です。最初の症状は、脱塩率の増加、圧力損失の増加、および水の生成の減少です。もう一つは、膜分離過程でのコロイド状ファウリング(症状が徐々に現れる)であり、金属イオンの濃度と溶液のPH値の変化は、金属水酸化物(主にFe(OH)3に代表される)の沈着であり、ファウリングを引き起こす可能性があります。最初は脱塩速度がわずかに減少し、徐々に増加し、最後に圧力損失が増加し、水の生産量が減少しました。さらに、粒子汚染逆浸透システムの運転中に、セキュリティフィルターに問題があると、粒子がシステムに入り、膜の粒子汚染を引き起こします。
最初は、濃縮水の流量が増加し、初期段階では脱塩速度はあまり変化せず、水の生成は徐々に減少し、システムの圧力降下は急速に増加しました。最後に、化学的スケーリングが一般的です(症状はすぐに現れます)。給水に高Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-プラズマ、CaCO3、CaSO4、MgCO3などのスケールが含まれていると、膜表面に堆積します。これは、特に最終セクションでの脱塩率の低下と、水の生産量の減少によって明らかになります。
膜汚染は、膜透過流の減少の主な理由です。膜ろ過抵抗は、細孔や高分子溶質の閉塞により増加します。細孔壁に吸着する溶質。膜表面にゲル層が形成されると、物質移動抵抗が増加します。メンブレンの細孔に成分が沈着すると、メンブレンの細孔が減少したり、さらには詰まったりして、実際にはメンブレンの有効面積が減少します。フィルムの表面に成分が堆積した汚染層によって生成される追加の抵抗は、フィルム自体の抵抗よりもはるかに大きい場合があり、透過性の流れはフィルム自体の透過性とは無関係になります。この影響は不可逆的であり、汚染の程度は、膜材料の濃度と特性、保持溶液と高分子溶質の溶媒、溶液のpH値、イオン強度、電荷組成、温度、動作圧力などに関係しており、汚染が深刻な場合、膜フラックスを80%以上減少させることができます。
システムの運用では、膜の汚染は非常に困難な問題であり、逆浸透装置の除去率、透水性、膜フラックスが大幅に減少する原因となり、各セクションの動作圧力を増加させ、運用および運用コストを促進し、膜の耐用年数と逆浸透技術の開発と利用に深刻な影響を与えます。
第三に、解決策
1.前処理を改善する
膜装置の各セットについて、人々はそれがその役割を最大化することを望んでおり、最高の脱塩率、最大水浸透、および可能な限り最長の寿命を持つことを望んでおり、上記の3つのポイントを達成するために、水質は重要であるため、膜装置に入る原水は良好な前処理が必要です。合理的な前処理は、逆浸透プラントの長期にわたる安全な運転にとって非常に重要です。逆浸透流入の水質要件を満たすための前処理により、水生産の流れを維持することができます。脱塩速度は、長期間にわたって一定の値に維持されます。製品の水回収率は変更できません。最小限の運用コスト。長い膜の耐用年数。
具体的には、逆浸透前処理は次のように設計されています。
(1)フィルム表面の汚染を防ぐため、つまり、浮遊不純物、微生物、コロイド状物質などがフィルムの表面に付着したり、フィルムエレメントの水路を汚したりするのを防ぐため。
(2)フィルム表面のスケーリングを防ぎます。逆浸透装置の操作中、水の濃度により一部の不溶性塩が膜の表面に堆積するため、これらの不溶性塩の形成を防ぐ必要があります。
(3)フィルムに機械的および化学的損傷がないことを確認し、フィルムが良好な性能を発揮し、十分な使用時間を確保します。
2.メンブレンを清掃します
さまざまな前処理対策を講じた後、長期間使用すると膜の表面にも堆積やスケーリングが発生する可能性があるため、膜の穴が塞がれ、水の生成が減少するため、汚染されたフィルムを定期的に清掃する必要があります。ただし、逆浸透膜システムは、汚染が非常に深刻になるまで洗浄を待つことができず、洗浄の難易度が高まるだけでなく、洗浄手順が増加し、洗浄時間が長くなります。清掃時間を正しく把握し、時間内に汚れを落とす必要があります。
クリーニングの主義:
地域の水質特性を理解し、汚染物質の化学分析を実施し、結果の分析を通じて最適な洗浄剤と洗浄方法を選択し、特定の給水条件下で最適な方法を見つけるための基礎を提供します。
清掃条件:
ある。生成される水の量は、通常に比べて5%〜10%減少します。
b.製品の水量を維持するために、温度補正後の給水圧力を10%〜15%増加させます。
水質(塩分含有量の増加)による導電率を5%〜10%向上させます。
多段ROシステム、圧力降下はさまざまな段階で大幅に増加します。
クリーニング方法:
まず、システムの反動。次に、負圧洗浄。必要に応じて機械的なクリーニング。次に、化学洗浄。条件は超音波洗浄にすることができます。オンライン電界洗浄は良い方法ですが、高価です。化学洗浄効果が優れているため、残りの方法を達成するのは簡単ではなく、さまざまなサプライヤーから提供される薬の名前と使用法は異なりますが、その原理はほぼ同じです。例えば、当社では現在、メンブレン洗浄剤MC2、MA10を使用しています。
クリーニング手順は次のとおりです。
シングルステージシステムのクリーニング:
(1)洗浄液を構成します。
(2)低流量入力洗浄液。
(3)サイクル;
(4)浸漬;
(5)高流量ポンプ循環。
(6)すすぎます。
(7) システムを再起動します。
特殊汚染物質の洗浄は次のとおりです。 硫酸塩スケールのクリーニング、炭酸塩スケールのクリーニング、鉄とマンガン汚染のクリーニング、有機汚染のクリーニング。
第四に、フィルムの適切なメンテナンス
新しいRO膜のメンテナンス 新しいRO膜エレメントは、通常、1%NaHSO3と18%のグリセロール溶液に浸され、密封されたビニール袋に保管されます。ビニール袋が壊れていない場合は、約1年間保管され、その寿命や性能に影響を与えません。ビニール袋を開けるときは、空気中のNaHSO3の酸化による成分への悪影響を避けるために、できるだけ早く使用する必要があります。したがって、メンブレンは使用前にできるだけ開く必要があります。非生産期間では、逆浸透システムのメンテナンスがより重要な問題です。
これは次のように実行できます。
(1)システムが短時間(1〜3日)シャットダウンされる:シャットダウンの前に、システムを低圧(0.2〜0.4MPa)と大流量(システムの水生産量とほぼ等しい)で14〜16分間洗浄します。通常の自然な流れを維持し、水が厚いチャネルに流れ込むようにします。
(2)システムが1週間以上使用されていない(周囲温度が5°Cを超えている):シャットダウン前に、システムは低圧(0.2〜0.4MPa)で行われ、大流量(システムの水生産とほぼ同じ(洗浄、時間は14〜16分。化学洗浄は、逆浸透システムの操作説明書に記載されているシステムの化学洗浄方法に従って行われます。化学洗浄後、逆浸透膜をすすぎます。0.5%ホルマリン溶液を調製し、低圧でシステムに挿入し、10分間循環させます。すべてのシステムのバルブを閉じて、それらを密封します。システムが10日以上使用不能になっている場合は、ホルマリン溶液を10日ごとに交換する必要があります。
(3)周囲温度が5°C未満である:シャットダウンする前に、システムを低圧(0.2〜0.4MPa)と大流量(システムの水生産量とほぼ等しい)で14〜16分間洗浄します。条件が存在する場所では、周囲温度を5°C以上に上げることができ、その後、1、システムメンテナンスの方法に従って行うことができます。周囲温度を無条件に上げると、低圧(0.1MPa)でシステムによって生成された水の1/3の流量の水が長時間流れ、逆浸透膜の凍結を防ぎ、システムが1日2時間稼働することを確認します。(2)および(3)の方法に従って、1の(1)の方法に従って、逆浸透膜を取り外し、周囲温度が5°Cより大きい場所に移動し、準備した0.5%ホルマリン溶液に浸し、2日ごとにひっくり返し、システムパイプ内の水をきれいに排出して、アイシングによるシステムの損傷を防ぎます。
高圧下での膜操作は避けてください
起動時とシャットダウン時にシステム内にガスが残留するため、システムは高圧下で動作します。フィルターの前面と背面にある圧力計は、フィルターエレメントの圧力降下を監視するために使用され、一次圧力計と最終圧力計はRO膜アセンブリの圧力降下を監視するために使用されます。吸気バルブと濃縮バルブを調整して、運転圧力と回復率を確保します。運転中に水流または総流量が低下した場合、または一次レベルと中間レベルの圧力差が圧力差の初期運転と比較して大幅に増加した場合(新しい逆浸透膜コンポーネントの初期運転のデータに基づく)、膜コンポーネントの安全性と完全性を確保するために、システムを洗浄または洗浄する必要があります。
(1)機器を空にした後、再運転すると、ガスが排出されず、圧力が急速に上昇します。残りの空気は、システムの圧力下で排出し、その後、圧力操作を徐々に増加させる必要があります。
(2)前処理装置と高圧ポンプとの接合部が密閉されていないか漏れている場合(特にミクロンフィルターとその後のパイプラインの漏れ)、ミクロンフィルターが詰まっているなどの前処理水の供給が十分でない場合、シールが良くない場所では一部の空気が真空に吸い込まれます。ミクロンフィルターは、パイプラインが漏れないように、清掃または交換する必要があります。
(3)各運転ポンプの運転が正常かどうか、流量が指定値と同じかどうか、ポンプ運転曲線と比較して運転圧力を決定します。
シャットダウン操作に注意してください
(1)シャットダウン時に徹底的なフラッシングを行わずに急速な減圧。フィルムの濃縮水側の無機塩の濃度は原水の濃度よりも高いため、フィルムのスケールと汚染が容易になります。シャットダウンする準備ができたら、圧力を徐々に約3barに下げ、前処理水で14〜16分間すすぎます。
(2)シャットダウンの準備をするとき、化学試薬を追加すると、薬剤が膜と膜シェルに残り、膜汚染を引き起こし、膜の耐用年数に影響を与えます。投与は中止する必要があります。.
1, 逆浸透膜 性能の低下により、膜の汚染が発生します
(1)ポリエステル素材強化不織布、厚さ約120μm。(2)ポリスルホン材料多孔質中間支持層、厚さ約40μm。
(3)ポリアミド素材の極薄分離層、厚さ約0.2μm。
その性能構造によると、透過性膜の性能損傷などの損傷には、次の理由があります。
(1)新しいもののメンテナンス 逆浸透膜 標準化されていません。
(2)メンテナンスが要件を満たしている場合、保管期間は1年を超えます。
(3)シャットダウン状態では、 逆浸透膜 メンテナンスは標準化されていません。
(4)周囲温度が5°C未満である。
(5)システムは高圧下で動作します。
(6)シャットダウン中の不適切な操作。
2、水質は頻繁に変化し、膜汚染を引き起こします
設計水質により原水の水質が変化するため、前処理負荷が増加します。水中の無機物、有機物、微生物、粒状物質、コロイドなどの不純物の増加により、膜汚染の可能性が高まります。
3、クリーニングとクリーニング方法が正しくなく、膜汚染が原因です
使用の過程で、フィルムの性能の通常の減衰に加えて、誤った洗浄方法も深刻な膜汚染につながる重要な要素です。
4.投与量が正しくありません
使用中、ポリアミドフィルムの残留耐塩素性が悪く、塩素やその他の消毒剤が使用中に正しく追加されず、ユーザーが微生物の予防に十分な注意を払っていないため、微生物汚染につながる可能性があります。
5、フィルム表面の摩耗
膜要素が異物によって塞がれたり、膜の表面が摩耗したり(砂など)している場合は、この場合、システム内のコンポーネントを検出方法で検出し、損傷したコンポーネントを見つけ、膜要素を再構築して交換する必要があります
第二に、の現象 逆浸透膜 汚染
逆浸透膜操作の過程では、膜の選択的透過性により、一部の溶質が膜表面近くに蓄積し、膜の汚れ現象が発生します。
ファウリングにはいくつかの一般的な兆候があります:1つは生物学的ファウリングです(症状が徐々に現れます)有機沈殿物は、主に生きているか死んでいる微生物、炭化水素誘導体、天然有機ポリマー、およびすべての炭素含有材料です。最初の症状は、脱塩率の増加、圧力損失の増加、および水の生成の減少です。もう一つは、膜分離過程でのコロイド状ファウリング(症状が徐々に現れる)であり、金属イオンの濃度と溶液のPH値の変化は、金属水酸化物(主にFe(OH)3に代表される)の沈着であり、ファウリングを引き起こす可能性があります。最初は脱塩速度がわずかに減少し、徐々に増加し、最後に圧力損失が増加し、水の生産量が減少しました。さらに、粒子汚染逆浸透システムの運転中に、セキュリティフィルターに問題があると、粒子がシステムに入り、膜の粒子汚染を引き起こします。
最初は、濃縮水の流量が増加し、初期段階では脱塩速度はあまり変化せず、水の生成は徐々に減少し、システムの圧力降下は急速に増加しました。最後に、化学的スケーリングが一般的です(症状はすぐに現れます)。給水に高Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-プラズマ、CaCO3、CaSO4、MgCO3などのスケールが含まれていると、膜表面に堆積します。これは、特に最終セクションでの脱塩率の低下と、水の生産量の減少によって明らかになります。
膜汚染は、膜透過流の減少の主な理由です。膜ろ過抵抗は、細孔や高分子溶質の閉塞により増加します。細孔壁に吸着する溶質。膜表面にゲル層が形成されると、物質移動抵抗が増加します。メンブレンの細孔に成分が沈着すると、メンブレンの細孔が減少したり、さらには詰まったりして、実際にはメンブレンの有効面積が減少します。フィルムの表面に成分が堆積した汚染層によって生成される追加の抵抗は、フィルム自体の抵抗よりもはるかに大きい場合があり、透過性の流れはフィルム自体の透過性とは無関係になります。この影響は不可逆的であり、汚染の程度は、膜材料の濃度と特性、保持溶液と高分子溶質の溶媒、溶液のpH値、イオン強度、電荷組成、温度、動作圧力などに関係しており、汚染が深刻な場合、膜フラックスを80%以上減少させることができます。
システムの運用では、膜の汚染は非常に困難な問題であり、逆浸透装置の除去率、透水性、膜フラックスが大幅に減少する原因となり、各セクションの動作圧力を増加させ、運用および運用コストを促進し、膜の耐用年数と逆浸透技術の開発と利用に深刻な影響を与えます。
第三に、解決策
1.前処理を改善する
膜装置の各セットについて、人々はそれがその役割を最大化することを望んでおり、最高の脱塩率、最大水浸透、および可能な限り最長の寿命を持つことを望んでおり、上記の3つのポイントを達成するために、水質は重要であるため、膜装置に入る原水は良好な前処理が必要です。合理的な前処理は、逆浸透プラントの長期にわたる安全な運転にとって非常に重要です。逆浸透流入の水質要件を満たすための前処理により、水生産の流れを維持することができます。脱塩速度は、長期間にわたって一定の値に維持されます。製品の水回収率は変更できません。最小限の運用コスト。長い膜の耐用年数。
具体的には、逆浸透前処理は次のように設計されています。
(1)フィルム表面の汚染を防ぐため、つまり、浮遊不純物、微生物、コロイド状物質などがフィルムの表面に付着したり、フィルムエレメントの水路を汚したりするのを防ぐため。
(2)フィルム表面のスケーリングを防ぎます。逆浸透装置の操作中、水の濃度により一部の不溶性塩が膜の表面に堆積するため、これらの不溶性塩の形成を防ぐ必要があります。
(3)フィルムに機械的および化学的損傷がないことを確認し、フィルムが良好な性能を発揮し、十分な使用時間を確保します。
2.メンブレンを清掃します
さまざまな前処理対策を講じた後、長期間使用すると膜の表面にも堆積やスケーリングが発生する可能性があるため、膜の穴が塞がれ、水の生成が減少するため、汚染されたフィルムを定期的に清掃する必要があります。ただし、逆浸透膜システムは、汚染が非常に深刻になるまで洗浄を待つことができず、洗浄の難易度が高まるだけでなく、洗浄手順が増加し、洗浄時間が長くなります。清掃時間を正しく把握し、時間内に汚れを落とす必要があります。
クリーニングの主義:
地域の水質特性を理解し、汚染物質の化学分析を実施し、結果の分析を通じて最適な洗浄剤と洗浄方法を選択し、特定の給水条件下で最適な方法を見つけるための基礎を提供します。
清掃条件:
ある。生成される水の量は、通常に比べて5%〜10%減少します。
b.製品の水量を維持するために、温度補正後の給水圧力を10%〜15%増加させます。
水質(塩分含有量の増加)による導電率を5%〜10%向上させます。
多段ROシステム、圧力降下はさまざまな段階で大幅に増加します。
クリーニング方法:
まず、システムの反動。次に、負圧洗浄。必要に応じて機械的なクリーニング。次に、化学洗浄。条件は超音波洗浄にすることができます。オンライン電界洗浄は良い方法ですが、高価です。化学洗浄効果が優れているため、残りの方法を達成するのは簡単ではなく、さまざまなサプライヤーから提供される薬の名前と使用法は異なりますが、その原理はほぼ同じです。例えば、当社では現在、メンブレン洗浄剤MC2、MA10を使用しています。
クリーニング手順は次のとおりです。
シングルステージシステムのクリーニング:
(1)洗浄液を構成します。
(2)低流量入力洗浄液。
(3)サイクル;
(4)浸漬;
(5)高流量ポンプ循環。
(6)すすぎます。
(7) システムを再起動します。
特殊汚染物質の洗浄は次のとおりです。 硫酸塩スケールのクリーニング、炭酸塩スケールのクリーニング、鉄とマンガン汚染のクリーニング、有機汚染のクリーニング。
第四に、フィルムの適切なメンテナンス
新しいRO膜のメンテナンス 新しいRO膜エレメントは、通常、1%NaHSO3と18%のグリセロール溶液に浸され、密封されたビニール袋に保管されます。ビニール袋が壊れていない場合は、約1年間保管され、その寿命や性能に影響を与えません。ビニール袋を開けるときは、空気中のNaHSO3の酸化による成分への悪影響を避けるために、できるだけ早く使用する必要があります。したがって、メンブレンは使用前にできるだけ開く必要があります。非生産期間では、逆浸透システムのメンテナンスがより重要な問題です。
これは次のように実行できます。
(1)システムが短時間(1〜3日)シャットダウンされる:シャットダウンの前に、システムを低圧(0.2〜0.4MPa)と大流量(システムの水生産量とほぼ等しい)で14〜16分間洗浄します。通常の自然な流れを維持し、水が厚いチャネルに流れ込むようにします。
(2)システムが1週間以上使用されていない(周囲温度が5°Cを超えている):シャットダウン前に、システムは低圧(0.2〜0.4MPa)で行われ、大流量(システムの水生産とほぼ同じ(洗浄、時間は14〜16分。化学洗浄は、逆浸透システムの操作説明書に記載されているシステムの化学洗浄方法に従って行われます。化学洗浄後、逆浸透膜をすすぎます。0.5%ホルマリン溶液を調製し、低圧でシステムに挿入し、10分間循環させます。すべてのシステムのバルブを閉じて、それらを密封します。システムが10日以上使用不能になっている場合は、ホルマリン溶液を10日ごとに交換する必要があります。
(3)周囲温度が5°C未満である:シャットダウンする前に、システムを低圧(0.2〜0.4MPa)と大流量(システムの水生産量とほぼ等しい)で14〜16分間洗浄します。条件が存在する場所では、周囲温度を5°C以上に上げることができ、その後、1、システムメンテナンスの方法に従って行うことができます。周囲温度を無条件に上げると、低圧(0.1MPa)でシステムによって生成された水の1/3の流量の水が長時間流れ、逆浸透膜の凍結を防ぎ、システムが1日2時間稼働することを確認します。(2)および(3)の方法に従って、1の(1)の方法に従って、逆浸透膜を取り外し、周囲温度が5°Cより大きい場所に移動し、準備した0.5%ホルマリン溶液に浸し、2日ごとにひっくり返し、システムパイプ内の水をきれいに排出して、アイシングによるシステムの損傷を防ぎます。
高圧下での膜操作は避けてください
起動時とシャットダウン時にシステム内にガスが残留するため、システムは高圧下で動作します。フィルターの前面と背面にある圧力計は、フィルターエレメントの圧力降下を監視するために使用され、一次圧力計と最終圧力計はRO膜アセンブリの圧力降下を監視するために使用されます。吸気バルブと濃縮バルブを調整して、運転圧力と回復率を確保します。運転中に水流または総流量が低下した場合、または一次レベルと中間レベルの圧力差が圧力差の初期運転と比較して大幅に増加した場合(新しい逆浸透膜コンポーネントの初期運転のデータに基づく)、膜コンポーネントの安全性と完全性を確保するために、システムを洗浄または洗浄する必要があります。
(1)機器を空にした後、再運転すると、ガスが排出されず、圧力が急速に上昇します。残りの空気は、システムの圧力下で排出し、その後、圧力操作を徐々に増加させる必要があります。
(2)前処理装置と高圧ポンプとの接合部が密閉されていないか漏れている場合(特にミクロンフィルターとその後のパイプラインの漏れ)、ミクロンフィルターが詰まっているなどの前処理水の供給が十分でない場合、シールが良くない場所では一部の空気が真空に吸い込まれます。ミクロンフィルターは、パイプラインが漏れないように、清掃または交換する必要があります。
(3)各運転ポンプの運転が正常かどうか、流量が指定値と同じかどうか、ポンプ運転曲線と比較して運転圧力を決定します。
シャットダウン操作に注意してください
(1)シャットダウン時に徹底的なフラッシングを行わずに急速な減圧。フィルムの濃縮水側の無機塩の濃度は原水の濃度よりも高いため、フィルムのスケールと汚染が容易になります。シャットダウンする準備ができたら、圧力を徐々に約3barに下げ、前処理水で14〜16分間すすぎます。
(2)シャットダウンの準備をするとき、化学試薬を追加すると、薬剤が膜と膜シェルに残り、膜汚染を引き起こし、膜の耐用年数に影響を与えます。投与は中止する必要があります。.