Solución de limpieza de membranas de ósmosis inversa parte 1
Oct 01, 2019
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Solución de limpieza de membranas de ósmosis inversa
1 Contaminación y limpieza de componentes de membranas de ósmosis inversa.
Después de un período de funcionamiento normal, el elemento de membrana de ósmosis inversa está contaminado por sólidos suspendidos o sales insolubles que pueden estar presentes en el agua de alimentación. Las más comunes de estas contaminaciones son la precipitación de carbonato de calcio, la precipitación de sulfato de calcio y la precipitación de óxidos de metales (hierro, manganeso, cobre, níquel, aluminio, etc.), depósitos de silicio, mezclas de deposición inorgánicas u orgánicas, sustancias orgánicas naturales NOM, orgánicos sintéticos ( ej., inhibidores/dispersantes de incrustaciones, polielectrolitos catiónicos), microorganismos (algas, moho, hongos), etc. Contaminación.
La naturaleza de la contaminación y la tasa de contaminación dependen de varios factores, como la calidad del agua de alimentación y la recuperación del sistema. Por lo general, la contaminación es progresiva y, si no se controla lo antes posible, dañará los elementos de la membrana en un período relativamente corto. Se recomienda limpiar los componentes de la membrana cuando se confirme que el elemento de la membrana está contaminado, antes de una parada prolongada o como mantenimiento de rutina.
Se requiere limpieza química o lavado físico cuando el sistema (o dispositivo) de ósmosis inversa presenta los siguientes síntomas:
Bajo una presión normal del suministro de agua, la producción de agua es un 10-15% menor que el valor normal;
Para mantener la producción normal de agua, la presión del agua de alimentación con temperatura corregida se aumenta entre un 10 y un 15 %;
La calidad del agua producida se reduce entre un 10 y un 15% y la permeabilidad a la sal aumenta entre un 10 y un 15%;
La presión del suministro de agua aumenta en un 10-15%;
La diferencia de presión entre las distintas secciones del sistema aumenta significativamente.
Mantener parámetros operativos estables se refiere principalmente al flujo de producción de agua, la contrapresión de producción de agua, la tasa de recuperación, la temperatura y el TDS. Si estos parámetros operativos fluctúan, se recomienda verificar si hay contaminación o si el funcionamiento real de la ósmosis inversa es normal bajo la premisa de cambios en los parámetros operativos clave.
El rendimiento general del sistema de control de sincronización es el método básico para confirmar si el elemento de membrana ha sido contaminado. El efecto de la contaminación sobre los elementos de la membrana es gradual y el alcance del impacto depende de la naturaleza de la contaminación. La Tabla 1 "Características de la contaminación y métodos de tratamiento de la membrana de ósmosis inversa" enumera los fenómenos de contaminación comunes y los métodos de tratamiento correspondientes.
Para la membrana de ósmosis inversa contaminada, el ciclo de limpieza depende de la situación real en el lugar. Se recomienda que el ciclo de limpieza normal sea cada 3-12 meses.
Cuando el elemento de membrana está ligeramente contaminado, es importante limpiarlo. La contaminación severa puede obstaculizar el efecto de limpieza al dificultar la penetración de productos químicos en la capa contaminada.
El tipo de contaminantes que se limpian y cómo se limpian se debe hacer de acuerdo con la contaminación del sitio. Para la situación complicada en la que existen varios tipos de contaminación al mismo tiempo, el método de limpieza es limpiar alternativamente con un líquido de limpieza de pH bajo y alto (el valor de PH alto se debe limpiar primero después de un pH bajo).
Tabla 1 Características de contaminación y métodos de tratamiento de la membrana de ósmosis inversa
Especies contaminadas
donde podría suceder
Caída de presión
Presión del suministro de agua
Tasa de transmisión de sal
Óxidos metálicos (Fe, Mn, Cu, Ni, Zn)
Elemento de membrana frontal de una etapa
Incremento rapido
Incremento rapido
Incremento rapido
Coloides (mezclas orgánicas e inorgánicas)
Elemento de membrana frontal de una etapa
Incremento gradual
Incremento gradual
Aumento leve
Escamas minerales (Ca, Mg, Ba, Sr)
Etapa final, el elemento de membrana más extremo.
Aumento moderado
Aumento leve
En general, aumentar
Depósito de silicio polimérico
Etapa final, el elemento de membrana más extremo.
En general, aumentar
aumentar
En general, aumentar
La biocontaminación en cualquier lugar suele ser un aumento significativo en los elementos frontales de la membrana.
Contaminación orgánica (NOM insoluble) todos los segmentos aumentan gradualmente aumentan disminuyen
Contaminación por inhibidores de incrustaciones
El segundo más grave.
En general, aumentar
aumentar
En general, aumentar
Daño oxidativo (Cl 2, Ozono, KmnO 4 )
Uno de los más graves
En general, aumentar
Más bajo
aumentar
Daño por hidrólisis (fuera del rango de pH)
Todos los segmentos
Generalmente más bajo
Más bajo
aumentar
Daño por abrasión (tóner)
Uno de los más graves
Generalmente más bajo
Más bajo
aumentar
Fuga en la junta tórica (tubo o adaptador de conexión interna)
Irregular, generalmente en el adaptador de suministro de agua.
Generalmente más bajo
Generalmente más bajo
aumentar
Fuga de la plataforma (causada por la contrapresión del agua producida), el período más grave, la disminución general, la disminución general, el aumento
Fuga del delantal (provocada por el cierre de la válvula de suministro de agua durante la limpieza o lavado) Aumento del componente final (aumento de la contaminación inicial y aumento de la presión diferencial)
2 Análisis de la situación de la contaminación
Escala de carbonato de calcio:
La incrustación de carbonato de calcio es una incrustación mineral. Cuando falla el sistema de adición de inhibidor/dispersante de incrustaciones, o cuando falla el sistema de ajuste del pH ácido y el pH del agua de alimentación aumenta, se pueden depositar incrustaciones de carbonato de calcio. Es extremadamente necesario detectar las incrustaciones de carbonato de calcio lo antes posible para evitar daños al elemento de membrana por daños a los cristales depositados en la superficie de la capa de película. La detección temprana de incrustaciones de carbonato de calcio se puede eliminar reduciendo el pH del agua de alimentación a 3 ~ 5 y dejándola funcionar durante 1-2 horas. Para las incrustaciones de carbonato de calcio con un tiempo de deposición prolongado, se pueden eliminar lavando con una solución de ácido cítrico de pH bajo.
Incrustaciones de sulfato de calcio, sulfato de bario, sulfato de bario:
La incrustación de sulfato es una incrustación mineral que es mucho más dura que la incrustación de carbonato de calcio y no se elimina fácilmente. Las incrustaciones de sulfato se pueden depositar cuando falla el sistema de adición de inhibidor/dispersante de incrustaciones o cuando se agrega ácido sulfúrico para ajustar el pH. La empresa cree que la detección temprana de incrustaciones de sulfato es esencial para evitar daños por cristales en los elementos de la membrana depositados en la superficie de la misma. El sulfato de bario y el sulfato de bario son difíciles de eliminar porque son difíciles de disolver en casi todas las soluciones de limpieza, por lo que se debe tener especial cuidado para evitar la formación de incrustaciones.
Contaminación por óxido/hidróxido metálico:
Los óxidos e hidróxidos metálicos típicos están contaminados con hierro, zinc, manganeso, cobre, aluminio y similares. La formación de esta incrustación puede ser causada por la corrosión de las tuberías del equipo, el recipiente (tanque/tanque), o por iones metálicos oxidados, cloro, ozono, potasio, permanganato en el aire o por filtración previa al tratamiento. El sistema utiliza coagulante de hierro o aluminio.
Báscula de silicio polimerizado:
La incrustación del gel de silicona es causada por el estado sobresaturado del silicio soluble y el polímero y es muy difícil de eliminar. Cabe señalar que esta contaminación por silicio es diferente de la contaminación de los cuerpos de gel de sílice. La contaminación por gel de sílice puede deberse a la asociación con hidróxidos metálicos o con sustancias orgánicas. La eliminación de las incrustaciones de sílice es difícil y se pueden utilizar métodos tradicionales de limpieza química. Si el método tradicional no soluciona el problema de eliminación de cal, póngase en contacto con el departamento técnico de la empresa. Los agentes de limpieza químicos existentes, como el fluoruro de amonio, se han utilizado con éxito en algunos proyectos, pero al usarlos se deben considerar los riesgos operativos y los daños al equipo.
Contaminación coloidal:
Los coloides son sustancias inorgánicas suspendidas en agua o partículas de una mezcla orgánica e inorgánica que no precipitan debido a su gravedad. El coloide normalmente contiene uno o más de los siguientes componentes principales, como hierro, aluminio, silicio, azufre u compuestos orgánicos.
Contaminación por materia orgánica natural no soluble (NOM):
La materia orgánica natural no soluble (NOM?? Materia Orgánica Natural) generalmente es causada por la descomposición de nutrientes en aguas superficiales o en aguas de pozos profundos. El mecanismo químico de la contaminación orgánica es complejo, siendo el principal componente orgánico el ácido húmico o el ácido fúlvico. La adsorción de NOM no soluble a la superficie de la membrana puede provocar una rápida contaminación del elemento de la membrana de OI y, una vez que se produce la absorción, comienza el proceso de formación gradual de un gel o un bloque de contaminación.
Deposición microbiana:
Los depósitos orgánicos son producidos por limos bacterianos, hongos, mohos, etc., que son difíciles de eliminar, especialmente si el camino del agua de alimentación está completamente bloqueado. El bloqueo del paso de suministro de agua dificulta que el agua entrante limpia entre en el elemento de membrana de manera suficientemente uniforme. Para inhibir el crecimiento de dichos depósitos, es importante no sólo limpiar y mantener el sistema de ósmosis inversa, sino también limpiar el pretratamiento, las tuberías y las puntas. Cuando utilice esterilización oxidativa de elementos de membrana, comuníquese con nuestro departamento de soporte técnico para utilizar fungicidas aprobados.
3 Selección y uso del líquido limpiador.
Hay muchos factores involucrados en la elección del agente de limpieza químico adecuado y una solución de limpieza razonable. En primer lugar debemos contactar con el personal de servicio de la empresa para determinar los principales contaminantes y elegir el agente químico de limpieza adecuado. A veces, para una situación de contaminación o contaminante específica, utilice el agente de limpieza químico especial del fabricante de productos químicos de ósmosis inversa, según el rendimiento del producto y las instrucciones proporcionadas por el proveedor farmacéutico. En algunos casos, un solo elemento de membrana que ha sido contaminado se puede retirar de la unidad de ósmosis inversa para realizar pruebas y pruebas de limpieza para determinar el protocolo químico y de limpieza apropiado.
Para lograr el efecto de limpieza, a veces se utilizan algunos agentes de limpieza químicos diferentes para la limpieza combinada.
Un procedimiento típico es limpiar primero los minerales en el rango de pH bajo, eliminar los contaminantes de incrustaciones minerales y luego lavarlos con pH alto para eliminar la materia orgánica. Algunas soluciones de limpieza incorporan detergentes para ayudar a eliminar desechos biológicos y orgánicos graves, mientras que otros agentes, como los quelatos de EDTA, se pueden usar para ayudar en la eliminación de coloides, sustancias orgánicas, microorganismos e incrustaciones de sulfato.
Se presta especial atención al hecho de que si se eligen métodos y productos químicos de limpieza inadecuados, la contaminación empeorará.
4 Criterios de selección y uso de agentes químicos de limpieza
Primero se debe garantizar que el producto químico especial utilizado esté certificado por la empresa y cumpla con los requisitos de los componentes de membrana de la empresa. Las instrucciones/sugerencias del proveedor farmacéutico no deben entrar en conflicto con los parámetros de limpieza y los tipos de químicos definidos recomendados por la empresa en este boletín de servicio técnico;
Si está utilizando el químico especificado, asegúrese de que esté listado en el boletín de servicio técnico de la empresa y cumpla con los requisitos de nuestros componentes de membrana (consulte a la empresa);
El método de limpieza se completa con un método combinado, que incluye parámetros de limpieza adecuados como pH, temperatura y tiempo de contacto, que ayudarán a mejorar el efecto de limpieza;
Limpiar a una temperatura adecuada para lograr la mejor eficiencia de limpieza y extender la vida útil del elemento de membrana;
La limpieza con un número mínimo de tiempos de contacto químico es beneficiosa para prolongar la vida útil de la membrana;
Ajuste cuidadosamente el rango de pH de bajo a alto para extender la vida útil del elemento de membrana. El rango de pH es de 2 a 12 (no exceder);
Un método de limpieza típico y más eficaz es pasar de una solución de pH bajo a una de pH alto. Sin embargo, la limpieza de elementos de membrana contaminados con aceite no se puede iniciar con un pH bajo porque el aceite se solidificará a un pH bajo;
Las direcciones del flujo de limpieza y enjuague deben mantenerse en la misma dirección;
Al limpiar un dispositivo de ósmosis inversa de múltiples etapas, el método de limpieza más efectivo se divide en secciones, de modo que el caudal de limpieza y la concentración de la solución de limpieza se puedan controlar para evitar que los contaminantes en la etapa frontal ingresen al elemento de membrana aguas abajo. ;
Enjuagar el detergente con agua del producto con un pH más alto reduce la generación de espuma;
Si el sistema ha sido contaminado biológicamente, considere agregar un paso de limpieza química con biocida después de la limpieza. El fungicida debe tomarse inmediatamente después del lavado o se puede agregar continuamente (por ejemplo, una vez a la semana) hasta una dosis determinada durante el ciclo. Se debe confirmar que el fungicida utilizado sea compatible con el elemento membrana, no presente ningún riesgo para la salud humana y pueda controlar eficazmente la actividad biológica a bajo costo;
Para garantizar la seguridad, al disolver productos químicos, recuerde agregarlos lentamente a suficiente agua y revolver al mismo tiempo;
Por razones de seguridad, los ácidos no se pueden mezclar con materiales cáusticos (corrosivos). Enjuague bien la solución de limpieza química restante del sistema de RO antes de usar la siguiente solución.
5 selección de solución de limpieza
Tabla 2 - Formulación de la solución de limpieza convencional La solución de limpieza proporcionada es la adición de un cierto peso (o volumen) de productos químicos a 100 galones (379 litros) de agua limpia (agua producto de ósmosis inversa o agua libre de cloro). La solución se prepara en una proporción entre la cantidad de productos químicos utilizados y la cantidad de agua utilizada. El disolvente es agua producto de RO o agua desionizada, libre de cloro y dureza. Antes de que la solución de limpieza ingrese al elemento de membrana, es necesario mezclar bien, ajustar el pH de acuerdo con el valor objetivo y estabilizar la temperatura de acuerdo con el valor de temperatura objetivo. Los métodos de limpieza convencionales se basan en una limpieza cíclica de la solución de limpieza química durante una hora y un remojo químico opcional durante una hora.
Tabla 2 Formulación de solución de limpieza convencional (basada en 100 galones o 379 litros)
Líquido de limpieza
Componente principal
Farmacia
pH de la solución de limpieza
Temperatura máxima del líquido de limpieza
1
Ácido cítrico (100% polvo)
17.0 libras (7,7 kg)
Ajustar el pH a 3.0~4.0 con agua con amoníaco.
40 grados centígrados
2
Ácido clorhídrico (HCl) (densidad 22 Baume o concentración 36%)
0.47 galones (1,8 litros)
Agregue lentamente ácido clorhídrico para ajustar el pH a 2,5, aumente el pH con hidróxido de sodio.
35 grados
3
Hidróxido de sodio (100% polvo) o (50% líquido)
{{0}}.83 libras (0.38 kg) 0.13 galones (0,5 litros)
Agregue lentamente hidróxido de sodio para ajustar el pH a 11,5 y baje el pH con ácido clorhídrico.
30 grados centígrados
6 Introducción de solución de limpieza convencional.
[Solución 1]
2.0% (W) de solución limpiadora de ácido cítrico (C6H8O7) de bajo pH. Es muy eficaz para eliminar incrustaciones de sales inorgánicas (como incrustaciones de carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario, sulfato de bario, etc.), óxidos/hidróxidos metálicos (hierro, manganeso, cobre, níquel, aluminio, etc.) e incrustaciones de sales inorgánicas. coloides.
[Solución 2]
0.Solución de limpieza de bajo pH de ácido clorhídrico al 5% (W), utilizada principalmente para eliminar incrustaciones inorgánicas (como incrustaciones de carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfato de bario, sulfato de bario, etc.), óxidos/hidróxidos metálicos (hierro). , manganeso, cobre, níquel, aluminio, etc., y coloides inorgánicos. Esta solución limpiadora es más fuerte que la solución 1 porque el ácido clorhídrico (HCl) es un ácido fuerte.
[Solución 3]
0.Solución de limpieza de alto pH de hidróxido de sodio al 1 % (W). Se utiliza para eliminar incrustaciones de silicio polimérico. Esta loción es una solución de limpieza alcalina relativamente fuerte.
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