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反渗透保安过滤器折叠滤芯清洗再生研究及应用

反渗透保安过滤器折叠滤芯清洗再生研究及应用
2020.10.10
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作者:娄倩倩

折叠滤芯具有通量大、压差低、体积小的优点,广泛应用于除盐水系统保安过滤器。但是此种滤芯价格高,过滤容积不高,较易污堵。对广东某化工厂脱盐水系统保安过滤器滤芯污染物进行化验,分析出主要污染物成分,通过实验优选出酸性清洗药剂TS-8428和碱性清洗剂TS-857交替清洗的方案。该方案能恢复滤芯通量,延长滤芯使用次数,降低了企业成本,取得了较好的经济效益。

产品特点

保安过滤器用于反渗透等膜过滤设备的前级,滤除水中细小物质,确保过滤精度、保护膜元件不受损坏。滤芯有烧结、熔喷式纤维、折叠、绕线等形式,在运行过程中来水中的机械颗粒、微生物、胶体等会逐渐被保安过滤器截流。造成通量降低、跨膜压差升高,所以需要定期更换滤芯。折叠滤芯具有通量大、压差低、体积小的优点。但是其价格高,过滤容积小,易污堵。一次性报废,增加企业成本。某化工厂脱盐水装置采用离线清洗设备及药剂清洗滤芯,取得了良好效果。

产品实验

现场工艺流程,保安过滤器滤芯状况分析

 
现场工艺流程及处理方案某化工厂脱盐水装置流程如下。市政水经自清洗过滤器后进入超滤装置,超滤产水进入超滤产水箱,超滤产水经供水泵后投加还原剂、阻垢剂经过一级保安过滤器进入一级 RO 装置,产水进入反渗透产水箱,浓水进入一级浓水箱。一级浓水经二级保安过滤器后进入浓水反渗透,产生的浓水排放,产水进入反渗透产水箱,反渗透产水经离子交换后外供。装置设有一级保过滤器3套,浓水保安过滤器1套,每套额定处理水量均为300t/h,每 套 装 有40寸5μm 聚丙烯大通量折叠滤芯6支,合计24支。过滤器压差达到0.1 MPa以上时,更换滤芯。4
1.2 
滤芯污染物分析
一级保安过滤器失效滤芯呈红棕色,表面无滑腻感,有铁锈气味。浓水保安过滤器失效滤芯呈黄色,表面滑腻,有腥臭气味,污染物烘干灼烧后有蛋白质燃烧的特殊臭味。依据 HG/T3610-2000 工业循环冷却水污垢和腐蚀产物分析方法规则分析一级保 安 过 滤器滤芯垢样中氧化铁比例**为64.9%,以铁污染为主;二级保安过滤器滤芯以垢样中550 ℃灼烧失重比例**,为67,3%。以微生物污染为主。

滤芯清洗再生方案
 
滤芯清洗再生设备
清洗装置及流程如下。将滤芯浸泡到清洗箱中,滤芯出水口通过卡箍与管道连接,管道接到清洗泵,出水返回到清洗水箱,滤芯出口管路设有压力表,清洗水泵出口设有流量计,以监测清洗过程参数。设有调压阀来控制清洗流速和压力。将工段的净化风引导清洗箱底部滤芯处,鼓泡搅拌,强化清洗效果。

清洗过程及清洗剂评价方法将滤芯浸入含清洗剂的清洗箱中,加上抱箍,启动清洗泵,调节调节阀使压力表维持在为-20kPa左右,开启 净 化 风 鼓 泡 搅 动。期 间 每 30 min 记 录pH、浊度、压力、流量变化。并投加适量的清洗剂维持pH 到预定值,调节阀门使压力维持在-20kPa。当30min内流量增长量小于等于0.2 m3/h时,关闭清洗泵,停止清洗,排空清洗液拆下滤芯,清洗结束。将清洗结束时增加的流速作为清洗剂效果的判定指标;将清 洗 结 束 的 时 间,作为清洗速度判 定指标

 
清洗剂筛选实验
滤芯清洗方式有酸洗、碱洗、络合清洗、杀菌清洗等。一级保安过滤器滤芯以铁的氧化物污堵为主,因此应强化酸洗;浓水保安过滤器滤芯以微生物污染为主,应以碱洗和杀菌清洗为主。
 
酸性清洗剂的筛选我们选取盐酸、柠檬酸、TS-8428作为三种备选药剂进行清洗实验。实验条件:清洗液温度为25 ℃。pH 为1.5~1.7。压力为-20kPa。实验滤芯为一级保安过滤器报废滤芯。

结果如表1所示


清洗流速增量,盐酸为16.0m³/h,柠檬酸为13.8m³/h,TS-8428为17.1m³/h。清 洗 效 果 以TS-8428 * 佳,柠 檬 酸 * 差。
清洗用时,盐酸为150min,柠檬酸 为 270 min,TS-8428 为 150 min。清洗速度以 TS-8428、盐酸**,柠檬酸*差。
 
碱性清洗剂的筛选碱性清洗剂A主要由三聚磷酸钠、氢氧化钠组成;碱性杀菌剂 B主要由表面活性剂、EDTA.4Na、氢氧化钠组成;TS-857是由非氧化性杀菌剂、渗透剂JFC、增效剂、氢氧化钠等复配而成,具有杀菌、剥离、除有机物等作用,综合性能良好。选取这三种剂进行清洗实验。

实验条件:清洗液温度为25 ℃。pH 为12.2~12.4。压力为-20kPa。实验滤芯为浓水保安过滤器报废滤芯。
结果如表2所示。

为7.9 m3/h,TS-857 为 14.2 m3/h。清 洗 效 果 以TS-857**,清洗剂 B *差。清洗用时,清洗剂 A为 210 min,清 洗 剂 B 为 120 min,TS-857 为240min。虽然 TS-857较慢。但 清 洗 效 果 * 佳。所以我们选择酸性清洗剂 TS-857作为浓水保安过滤器滤芯的清洗剂。

清洗实际效果及总结

采用此滤芯清洗方案后,每支滤芯使用寿命周期内能清洗2次~3次。装置消耗滤芯数量由每年300支左右,降为80支左右;
同时清洗设备结构简单,操作方便、体积紧凑,成本低廉;清洗采用的清洗剂 TS-8428和 TS-857具有****的优点。为企业减少了大量工业垃圾,节约了耗材成本。取得了较好的经济效果

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