Химическая промывка (CIP) обратного осмоса
В процессе эксплуатации мембранных установок обратного осмоса или нанофильтрации настает необходимость проведения химической промывки (CIP). Загрязнение мембран, определяемое как накопление частиц и органических веществ на поверхности или в порах мембран, происходит во время работы установки. Промывка осмоса проводится, когда Ваша установка обратного осмоса имеет признаки загрязнения, в рамках планового технического обслуживания или непосредственно перед длительным отключением (консервацией). Признаки загрязнения мембранных элементов, сигнализирующих о необходимости проведения химической промывки обратного осмоса:
— снижение потока обессоленной воды (пермеата) более чем на 10%;
— снижение селективности мембранных элементов и качества пермеата более чем на 5 - 10%;
— увеличение перепада давления между входным и концентрата более чем на 10 – 15% от исходного;
— увеличение давление на входе в мембранные модули от установленного более чем на 10 - 15%.
Если пренебрегать этими правилами и вовремя не провести промывку осмоса мембранные элементы могут загрязниться до необратимых изменений. Следует также принимать во внимание, что изменение производительности, степени очистки, рабочего давления или распределения потоков может быть следствием изменения состава исходной воды, ее температуры и других условий, при изменении которых необходимо внесение корректировок в настройки работы комплекса.
Типы загрязнений мембранных элементов
Одной из главных причин загрязнения мембран является формирование на их поверхности минеральных осадков. Концентрирование солей и изменение рН приводит к переходу растворимых бикарбонатов в карбонаты, которые совместно с сульфатами (CaSO4, MgSO4, BaSO4, SrSO4), фосфатами Ca3(PO4)2, фторидами CaF2, а также железом, марганцем, алюминием и силикатами, отличающимися низкой растворимостью, образуют твёрдые минеральные осадки.
Другие загрязнители: — коллоидные отложения (неорганические или органические);
— органический материал природного или искусственного происхождения;
— биологические (биошлам, плесень или грибы).
Ситуация часто осложняется тем, что может присутствовать более одного участника загрязнения. Существует ряд факторов, влияющих на выбор подходящего моющего средства и надлежащего регламента CIP мойки. Одной из услуг предоставляемой специалистами нашей компании является исследование и тестирование интенсивности промывки используя конкретно Ваши отработавшие мембранные элементы. В каждом конкретном случае подбираются наиболее подходящие реагенты и регламент химической промывки мембран. Данные меры позволяют продлить срок службы дорогостоящих мембранных элементов, сократить расход реагентов и периодичность промывок и добиться снижения эксплуатационных затрат предприятия.
Таблица 1. Основные загрязнения, образующиеся на мембранах и реагенты для их устранения:
| Тип загрязнителя | Простой монореагент для промывки |
|---|---|
|
Карбонат кальция (CaCO3) – образует плотную пленку,
образующий для воды непроницаемый участок мембраны. |
а) HCl при pH = 4;
б) 2% лимонная кислота + NH3 при pH = 4 |
|
Сульфаты кальция, бария, стронция (CaSO4, BaSO4, SrSO4,).
Очень часто именно растворимость CaSO4 лимитирует возможную степень концентрирования исходного раствора. |
а) 2% лимонная кислота + NaOH при pH = 7 ¸ 8;
б) 1% раствор гексаметафосфата натрия.
|
|
Оксид кремния (SiO2) – значительное снижение
производительности |
NaOH при рН=11. при этом происходит следующая реакция:
2 NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O. |
|
Оксиды металлов
|
а) Фосфорная кислота при рН=2;
б) Смесь, включающая 2% лимонной кислоты, 2% трилона Б и NH3 при рН=4. |
|
Смешанный осадок из CaSO4, CaCO3 и Fe(OH)3.
|
Промывочный раствор: 0,4% трилона Б и
0,03% гидроксиламина солянокислого |
|
Неорганические коллоиды
|
а) 2% лимонная кислота + NH3 при рН=4;
б) NaOH при рН=11. |
|
Осадки органических соединений.
|
а) 1% раствор гексаметафосфата натрия;
б) растворы детергентов (ПАВ). |
Порядок проведения CIP мойки
В идеальных условиях срок службы мембранных элементов без промывок, мог бы составлять более 10 лет, однако на практике мембранные элементы всегда подвержены той или иной группе загрязнителей, что накладывает необходимость проведения химических промывок для увеличения срока службы мембран и снижения периодичности их замены. Химическая промывка осмоса осуществляется при помощи специального блока CIP (Clean-in-place) без демонтажа мембран.Рекомендуемая периодичность мойки мембран обратного осмоса составляет один раз в 3 – 4 месяца. Если периодичность промывки составляет менее одного месяца требуется уделить внимание системе предварительной подготовки воды, возможно ее модернизация сократит периодичность промывок. Также следует избегать длительных перерывов между промывками более 12 месяцев. При длительном отсутствии промывки накопленные отложения уплотняются, накладываются друг на друга, образуя «пирог» загрязнений, не позволяющий промывочному раствору пробраться вглубь отложений и полностью растворить осадок. В результате часть отложений остаются на поверхности мембраны даже после химической мойки, что называется необратимыми изменениями.
При проведении химической мойки важно учитывать порядок, в котором следует использовать необходимые моющие средства. В первую очередь требуется удалять биологию и коллоидный ил (используя поверхностно-активные вещества). Второй этап обычно происходит кислотным раствором, который отъедает и удаляет металлы и окалину с полотна. Такие слои как диоксид кремния и сульфат бария, которые, как правило, находятся на нижнем уровне слоя (ближе всего к мембране или непосредственно на ней), могут быть удалены в ходе заключительной процедуры. Однако этот порядок может меняться в зависимости от характера загрязнений.
При проведении щелочной химической промывки необходимо:
1. Наполнить ёмкость химической промывки пермеатом. В качестве основы для приготовления моющего раствора допускается использование пермеата обратного осмоса или умягченной воды;
2. Предпочтительно нагреть воду до 20-35°C, так как процедура очистки наиболее эффективна при этих температурах;
3. Приготовьте в емкости щелочной моющий раствор, путём добавления необходимого количества щелочного реагента;
4. Измерьте рН моющего раствора, если рН не находится в диапазоне 11,5-12,0, то отрегулируйте рН до необходимого значения;
5. Произведите циркуляцию моющего раствора через мембранные элементы при низком давлении (до 3 бар) в течение 10 – 30 минут. Мойка наиболее эффективна при высоких скоростях потока. Высокие скорости потока приводят к более сильному сдвигу на поверхности мембраны, что смывает загрязнения за счет гидравлических сил;
6. Затем следует ненадолго замочить мембранные элементы и дать постоять без циркуляции в моющем растворе;
7. Повторить циркуляцию моющего раствора. Если во время циркуляции моющий раствор загрязняется (темнеет, появляются хлопья и т.д.), то необходимо слить раствор, приготовить новый моющий раствор и заново начать циркуляцию;
8. Замена моющего раствора происходит до тех пор, пока он не перестанет загрязняться;
9. В процессе циркуляции рН моющего раствора в емкости может меняться, поэтому необходимо поддерживать диапазон рН=11,5-12,0 в течение всего времени проведения промывки;
10. По окончании мойки проведите промывку до нейтрального рН.
Многоступенчатый или каскадный осмос рекомендуется очищать по одной ступени за раз, чтобы оптимизировать скорость очистки поперечного потока.
При проведении кислотной̆ химической промывки необходимо:
1. Наполнить емкость химической промывки пермеатом;
2. Подогреть воду до 20-35°C;
3. Приготовить кислотный̆ моющий̆ раствор, путём добавления необходимого количества реагента;
4. Измерить рН моющего раствора, если рН не находиться в диапазоне 2,0-2,5, то отрегулировать рН до необходимого значения;
5. Произвести циркуляцию моющего раствора через мембраны в течение необходимого времени;
6. Затем следует ненадолго замочить мембранные элементы и дать постоять без циркуляции в моющем растворе;
7. Повторить циркуляцию моющего раствора. Если во время циркуляции моющий̆ раствор загрязняется (темнеет, появляются хлопья и т.д.), то необходимо слить раствор, приготовить новый̆ моющий̆ раствор и заново начать циркуляцию;
8. В процессе циркуляции рН моющего раствора в емкости может меняться, поэтому необходимо
9. поддерживать диапазон рН=2,0-2,5 в течение всего времени проведения промывки; По окончании времени рециркуляции проводите промывку до нейтрального рН;
10. По окончании мойки проведите промывку до нейтрального рН.
Не начинайте химическую мойку мембран с кислотной очистки, если вы не уверены в отсутствии органических загрязнений на мембранном полотне.
Задать вопрос
Если Вы хотите получить консультацию, подробную техническую информацию или коммерческое предложение, просто оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.