超純水系統RO膜的清洗消毒及維護
關于超純水系統RO膜的后期維護問題一直都是各位設備管理人員以及QA,QC比較頭疼的問題,特別是面對厚厚的膜使用手冊,常常無從下手,其實簡單歸納下主要包括以下幾點:
1.清洗和消毒的概念區分。單純意義上理解,很多人認為清洗就是用水沖洗,消毒就是去除微生物,陶氏的技術手冊中附了一張表格,位置在清洗部分,其中也包括了利用氫氧化鈉進行消毒,但后面的消毒部分也包含了氫氧化鈉的描述,所以對于清洗和消毒的概念并沒有特別明確的概念。
2.判斷標準。如何進行清洗標準總結為5.10.15。具體就是標準化透鹽率下降5%,標準化產水量下降10%,標準化壓差升高15%,這里所謂的標準化指的是膜調試運行初期48小時左右的數據,同時應該是穩定運行的一個數據,其中還有一個很關鍵是參數,就是溫度。因為同等條件下,溫度下降4℃,產水量基本也會下降10%,故需要排除溫度的影響,特別是在冬季。
3.準備工作。必須采取活性炭之后的水進行配液,可以是一級水,可以是軟化水,也可以是純化水,但切忌使用自來水,因為余氯濃度太高,筆者建議采用一級RO水較好,活性炭出水可能存在部分鈣鎂離子,純化水成本相對較高,一級水正好處于兩者之間。壓力控制在2-3kg即可,不要太大,反復循環。
4.清洗。表中雖然羅列了眾多的清洗工況,但若預處理做好設計,實際的清洗其實只包括一種情況,就是結垢。對于結垢的處理,筆者建議初期采用檸檬酸等弱酸進行處理,一年甚至二年之后采用鹽酸處理,濃度隨著結垢情況進行升高。同時做好季節性觀察,對于結垢風險較高的季節,縮短清洗周期,結垢的風險在初期相對還是容易處理的,筆者曾經見過RO壓差達到無法顯示的工況,濃水側幾乎不出水,雖然設備調試完成只有三個月,但當地水質硬度很高,且操作人員連續10天沒有對軟化器進行再生,造成了這一情況,幸而是在運行初期,后來將膜全部取出,在水池中進行的了酸液浸泡才恢復性能。同時,對于結垢的風險,建議多測測LSI(朗格利爾指數),LSI<0一般風險就比較小,大于2時就需要提前引起警惕。另外,這里還有一個設計的誤區,部分廠家會把NaOH加藥放到一級RO前,這樣做對CO2的去除有一定好處,但卻會大大增加結垢的風險,生成碳酸鈣和碳酸鎂等物質,故不推薦,需注意。
5.消毒。消毒同樣羅列了眾多工況,但實際前端做好處理,基本只有微生物超標的情況相對較多,最好的方案還是采用一定濃度的NaOH,也有采用殺菌劑的,但需確定殺菌劑的類型,不能是強氧化性的,不能含有余氯等。對于高溫膜,相對較簡單,按規范進行巴氏消毒即可。
6.完成清洗標準。開始清洗時測定濃水側PH,循環一定時間后PH變化,說明清洗液發生了反應,此時可以適當進行補充,多次檢測后PH不再變化時,完成清洗,此時注意最好進行酸堿中和后排放,然后對RO膜反復低壓沖洗,直至PH回復7左右。
7.清洗誤區。除了以上提高的幾種情況,有時會認為清洗RO膜可以順便清洗管道,對于濃水側基本沒有問題,但淡水側管道理論上是洗不到的,理由很簡單,如果清洗液濃度足夠大,說明透鹽率已經相當高了,膜基本也就廢掉了,當然如果設計有相關管道,也是可以把清洗液引到淡水側清洗的,但此種情況較好,設計不當反而容易引入新的連接風險;余氯的的嚴格控制,比如配液水的選擇,測試表明,1ppm余氯濃度下,100-200小時接觸,RO膜就可以發生不可逆的降解反應,切忌,切記!!
8.保存。如果暫時需要停機,膜的保存需避免干燥無水,溫度控制在-4到45℃,低溫下易結冰,干燥下通量可能會發生不可逆的降低。通常保存可以放在1%-1.5%的NaHSO3溶液中浸泡即可,一般RO膜少可以從膜殼中抽出,放到水池等進行保存,定期檢測PH即可,低PH下抑制效果較好;對于RO膜數量較多的情況,抽出保存不方便,可以采用充入NaHSO3到膜殼中的方式進行,開始低壓2-3bar循環幾分鐘,保證內部充滿保護液后,關閉進出口閥門,檢測PH大約在3-4左右,定期檢測PH,建議1-2個月更換一次,或在PH大約5之后更換,最好不要超過7,否則微生物風險成倍增加,畢竟內部始終是段滯留區。
關于超純水系統RO膜清洗和維護常見問題暫時想到這么多,如有遺漏,歡迎大家進行補充~!