膜化學(xué)清洗:為什么需要它以及如何執(zhí)行?
膜結(jié)垢是指在膜過濾過程中發(fā)生在膜表面或膜孔中的顆粒和有機(jī)物積聚。膜結(jié)垢導(dǎo)致膜性能損失,即較低的廢品率,較低的滲透通量和較高的壓降,這轉(zhuǎn)化為較高的運(yùn)行成本。結(jié)垢程度取決于進(jìn)料質(zhì)量,操作條件,膜特性和組件設(shè)計(jì)。
膜結(jié)垢可分為三種類型:液壓可逆,化學(xué)可逆和不可逆結(jié)垢。可以物理去除水力可逆結(jié)垢(例如,通過在膜表面附近引入湍流)或通過反沖洗膜。另一方面,化學(xué)可逆結(jié)垢只能通過化學(xué)清潔方法清除,而不可逆結(jié)垢則是**性的。
通常,當(dāng)無法通過物理方式清除污垢時(shí),將執(zhí)行化學(xué)清潔。膜的化學(xué)清潔將從膜表面清除污垢并恢復(fù)膜性能。盡管不同的膜制造商對(duì)化學(xué)清洗的頻率有不同的指導(dǎo)原則和建議,但根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在以下情況下要進(jìn)行化學(xué)清洗:
- 歸一化滲透流量下降約10-15%
- 標(biāo)準(zhǔn)化滲透物質(zhì)量下降10-15%
- 歸一化壓降增加10-15%
選擇合適的清潔劑和各自的濃度取決于結(jié)垢的性質(zhì)和強(qiáng)度,以及它們與膜以及膜單元中濕潤(rùn)材料的化學(xué)相容性。通常稱為原位清洗(CIP)的清洗程序會(huì)隨頻率,工作壓力,流量,溫度和pH值而變化,并且通常是結(jié)垢類型和強(qiáng)度以及膜組件設(shè)計(jì)的函數(shù)。
雖然某些膜制造商提供專有的化學(xué)藥品和清潔程序,但就地進(jìn)行膜清潔(CIP)的一般準(zhǔn)則包括:
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清潔化學(xué)品: 用于有機(jī)污垢:NaOH 0.05-0.1%
- 對(duì)于無機(jī)和膠體污垢:強(qiáng)酸(H 2 SO 4,H 3 PO 4,HCl,檸檬酸)0.1-0.2%
- 清潔壓力: 15-75 psi(1-5 bar)
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pH范圍:醋酸纖維素(CA):3-8
- 聚砜(PS):2-11.5
- 聚酰胺(PA)2-11.5
- 溫度:高溫下清潔程序更有效:例如35-50°C
- 循環(huán)時(shí)間:大多數(shù)清潔化學(xué)品應(yīng)循環(huán)10-30分鐘,然后浸泡10-30分鐘,然后在沖洗前zui后循環(huán)10分鐘。對(duì)于高結(jié)垢強(qiáng)度,可能需要長(zhǎng)達(dá)3小時(shí)的循環(huán)。
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循環(huán)速率:化學(xué)清洗在更高的流速下更有效。
- 較高的流速導(dǎo)致較高的錯(cuò)流速度,因此膜表面的剪切力較高,這已被證明可有效控制結(jié)垢