Osmose reversa Online Limpeza Processo

A tecnologia de osmose reversa (RO) é amplamente utilizada na indústria de tratamento de água, especialmente na dessalinização da água do mar, purificação da água potável e tratamento industrial. A membrana de osmose reversa é o componente principal desse processo. Permite seletivamente que as moléculas de água passem enquanto retém sais dissolvidos, matéria orgânica, colóides e outras impurezas. No entanto, à medida que o sistema opera, a incrustação da superfície da membrana inevitavelmente ocorre, levando a um declínio no fluxo da membrana, aumento do consumo de energia do sistema e deterioração da qualidade da água do efluente. Para manter a operação estável do sistema,Limpeza online (CIP) Tornou-se um método eficaz manutenção.

• Deposição convectiva

  Em um sistema de osmose reversa, à medida que a água passa através da membrana sob pressão, substâncias dissolvidas (como sais, colóides, microorganismos, matéria orgânica, etc.) e partículas suspensas são retidas pela membrana. Durante esse processo, o movimento convectivo da água na superfície da membrana faz com que essas substâncias retidas se depositem gradualmente na superfície da membrana. Esta substância deposição causada por convecção é chamada deposição convectiva. É a principal causa de incrustação membrana osmose reversa.

• Concentração Polarização

  A polarização da concentração refere o fenômeno onde, durante o processo da separação, a solução no líquido da alimentação passa através da membrana sob a pressão, e os solutos (íons ou solutos de pesos moleculars diferentes) são retidos, fazendo com que a concentração na interface da membrana e da solução maioria ou perto da região da interface da membrana aumente. Sob a influência do gradiente de concentração, os solutos se difundem da superfície da membrana para a solução a granel, formando uma camada limite, o que aumenta a resistência ao fluido e a pressão osmótica local, levando a uma diminuição no fluxo de permeação do solvente. A polarização da concentração acelera a membrana. Devido à polarização da concentração, a concentração do soluto perto da superfície da membrana aumenta rapidamente, causando um aumento na resistência do fluido da camada limite (ou pressão osmótica local), levando a uma diminuição na força motriz de transferência de massa e resultando em deposição incrustante.

• Conservação de substâncias intercetadas

  As substâncias interceptadas aceleram a incrustação. Por exemplo, em membranas espirais e membranas de folhas planas, há uma camada de malha de plástico entre os canais de alimentação, que suporta a membrana e aumenta a turbulência, mas também causa interceptação. Os poluentes são bloqueados pela malha e depositam-se rapidamente.

O sistema de osmose reversa precisa ser limpo antes que a incrustação da membrana se torne grave, pois isso aumentará a dificuldade de limpeza. A membrana de osmose reversa deve ser limpa imediatamente quando ocorrerem as seguintes condições durante a operação:

• Sob pressão normal da água de alimentação, o fluxo do permeado diminui em 10%–15% do valor normal;
• Para manter o fluxo normal do permeado, a pressão da água de alimentação aumenta em 10%–15% após a correção da temperatura;
• A qualidade da água permeada diminui em 10%–15% e a passagem do sal aumenta em 10%–15%;
• O diferencial de pressão entre os diferentes estágios do sistema aumenta significativamente.

A limpeza online é um método de limpeza de elementos de membrana sem desmontagem, normalmente incluindo as seguintes etapas:

Análise do contaminante

Os contaminantes comuns da osmose reversa incluem a escala inorgánica, os óxidos do metal, a escala ácido-insolúvel, a escala do silicone, etc. Para tratar eficazmente estes contaminantes diferentes, os métodos apropriados da limpeza devem ser empregados. A seleção incorreta de produtos químicos e métodos de limpeza às vezes pode exacerbar a contaminação do sistema de membrana. Portanto, é necessário determinar o tipo de incrustação na superfície da membrana antes da limpeza. Estão disponíveis os seguintes métodos de análise:

• Realizar um teste de perda na ignição para calcular a proporção de matéria orgânica e inorgânica nos poluentes com base na mudança de peso antes e após a queima, para determinar o tipo de poluição.
• Analisar os tipos e conteúdos de elementos usando espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia de difração de raios X (DRX) para determinar os principais componentes de poluentes inorgânicos.
• Combine a espectroscopia infravermelha transformada de Fourier (FTIR) e a cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS) para caracterizar e identificar as espécies químicas dos poluentes, obtendo assim informações sobre a composição orgânica dos poluentes da membrana.

Seleção de solução de limpeza

O tipo de solução de limpeza é determinado com base na análise de poluentes presentes antes da limpeza. Para obter resultados de limpeza ideais, às vezes é usada uma combinação de diferentes agentes de limpeza químicos.

As soluções ácidas da limpeza podem ser usadas para remover a incrustação inorgánica depositada na membrana da osmose reversa, quando as soluções alcalinas da limpeza puderem ser usadas para remover a matéria orgânica e os contaminadores coloidais. A seguir estão alguns esquemas de seleção de agentes químicos:

Existem dois métodos para calcular o volume de solução de limpeza para o sistema de osmose reversa:

• Calcule de acordo com a fórmula:
  

  V representa o volume vazio

• Estimar a quantidade real de solução de limpeza com base no modelo da membrana de osmose reversa e o grau de contaminação:

  A poluição é dividida em duas situações:
  • Quando a poluição não é severa, o volume da solução da limpeza para cada membrana da osmose reversa da pressão Φ 101.6mm é aproximadamente 8.5–9.5 L, e o volume da solução da limpeza para a membrana da osmose reversa da pressão Φ 203.2mm deve ser aproximadamente 33–35 L.
  • Quando a poluição é severa, o volume da solução da limpeza exigido para a membrana da osmose reversa de Φ 101.6mm é aproximadamente 16–19 L, e o volume da solução da limpeza para a membrana da osmose reversa de Φ 203.2mm deve ser configurado a 55–69 L.

A limpeza online é realizada com os elementos da membrana retidos no vaso de pressão. O equipamento de limpeza geralmente inclui filtros de limpeza, bombas de circulação, manômetros, termômetros, manômetros, válvulas, pontos de amostragem e tubulações. O volume do tanque de limpeza deve garantir que ele atenda aos requisitos para a quantidade de água usada para substituir a água nas mangueiras de conexão, tubulações e vasos de pressão de osmose reversa.

1. Formulação do plano de limpeza

   ① Neste artigo, usamos uma combinação de agentes de limpeza alcalinos e ácidos para limpar o sistema de membrana de osmose reversa, que contém CaF2 e inorgânica. Soluções de ácido clorídrico e hidróxido de sódio são usadas para ajustar o valor do pH do solvente de limpeza.

2. Trabalho preparatório antes da limpeza

   ② Abra a válvula de entrada do dispositivo de osmose reversa e injete uma certa quantidade de permeado no tanque de limpeza de osmose reversa. Inicie a bomba de circulação de osmose reversa para circular e limpar a tubulação de limpeza de osmose reversa, garantindo que a tubulação esteja limpa e livre de detritos.

   ③ Desligue a bomba de circulação de osmose reversa, esvazie o tanque de limpeza de osmose reversa e injete o permeado de osmose reversa até uma certa altura (considerando toda a capacidade do encanamento). Comece o calefator para aquecer a água no tanque da limpeza a aproximadamente 40 °C.

   ④ Prepare soluções de ácido clorídrico e hidróxido de sódio para ajustar o valor do pH do solvente de limpeza. Prepare um medidor de pH, meça e registre as mudanças no valor de pH da solução de limpeza durante o processo de limpeza.

3. Preparar solução de limpeza alcalina

   Inicie a bomba de circulação de osmose reversa para circulação, adicione o agente de limpeza alcalino ao tanque de limpeza, adicione uma quantidade apropriada de solução alcalina (NaOH) e meça o valor de pH da solução para garantir que ela atinja cerca de 11.

4. Limpeza alcalina da membrana osmose reversa

   ① Osmose reversa limpeza alcalina: Ajuste a bomba da circulação da osmose reversa para manter a pressão da tomada ao redor 0.2–0.25 Mpa. Permita que o agente de limpeza alcalina de osmose reversa circule no sistema de osmose reversa. Meça o valor do pH da solução alcalina a cada 10 minutos. Se diminuir, indica que os contaminantes na superfície da membrana estão sendo dissolvidos pela solução de limpeza. Adicione uma quantidade adequada de solução alcalina (NaOH) para manter o valor de pH da solução em torno de 11. Continue circulando até que o valor do pH da solução de limpeza não mude mais (geralmente, ela precisa circular por mais de 30 minutos).

   ② Imersão com limpeza alcalina agente: Após a membrana de osmose reversa ter sido limpa com a solução alcalina, pare a bomba de circulação de osmose reversa e feche todas as válvulas do sistema de osmose reversa, permitindo que a membrana de osmose reversa seja embebida na solução alcalina por um certo período (geralmente mais de 5 horas).

   ③ Recirculação do agente de limpeza alcalino: Abra a válvula de entrada do dispositivo de osmose reversa, a válvula de saída e a válvula de retorno lateral permeada para permitir que o agente de limpeza alcalina flua através da membrana em série. Registre quaisquer alterações no valor de pH da solução (normalmente recircule por mais de 1 hora).

   ④ Lave bem a solução alcalina: Desligue a bomba de osmose reversa e feche a válvula. Abra a válvula do dreno do tanque da limpeza para esvaziar a solução alcalina da osmose reversa. Feche a válvula de entrada e saída do dispositivo de osmose reversa. Abra a válvula de descarga concentrada e permeie a válvula de drenagem lateral para esvaziar o agente de limpeza alcalina do dispositivo de osmose reversa. Em seguida, abra a válvula de entrada e inicie a bomba de osmose reversa para liberar o sistema de osmose reversa. Quando a condutividade do permeado de osmose reversa estiver abaixo de 30 μs/cm, abra a válvula de entrada de osmose reversa e a válvula de saída de limpeza respectivamente para lavar a tubulação e o tanque de limpeza até que o agente de limpeza alcalina na tubulação seja completamente lavado.

5. Prepare solução limpeza ácida

   Injete uma certa altura de osmose reversa permear no tanque de limpeza osmose reversa. Abra a válvula de circulação da bomba de osmose reversa, inicie a bomba de circulação de osmose reversa para circulação, adicione uma quantidade apropriada de agente de limpeza ácido e solução de ácido clorídrico até o valor do pH da solução atingir 2,0.

6. Limpeza e imersão, enxaguando com solução ácida

   O processo de lavagem ácida da membrana de osmose reversa é basicamente o mesmo que o processo alcalino. Durante o processo de limpeza, o valor de pH da solução precisa ser testado com frequência. Se o valor do pH subir, isso indica que existem depósitos neutralizantes com o agente de limpeza ácido. É necessário adicionar uma quantidade apropriada de solução de ácido clorídrico para manter a solução de limpeza em torno de 2,0. Após a limpeza, também é necessário ficar encharcado por mais de 5 horas, e depois circular novamente por 1 hora, e registrar as alterações do valor do pH. Comece então o sistema inteiro da limpeza da osmose reversa enxaguar o dispositivo da osmose reversa limpo.

7. Reinicie o sistema

   Após a estabilização dos componentes e do sistema, registre os parâmetros operacionais após a reinicialização do sistema.

• A temperatura da solução deve ser mantida dentro 25–35 °C. A solução de limpeza deve ser preparada com permeado de osmose reversa ou água deionizada, e a solução deve ser misturada uniformemente.
• Durante a limpeza, a água residual no vaso de pressão de osmose reversa e tubulações deve ser drenada e o concentrado gerado durante o processo de limpeza deve ser circulado de volta ao tanque de solução de limpeza. Se a solução de limpeza devolvida ficar visivelmente descolorida ou turva, uma nova solução de limpeza deve ser preparada. Se a variação do pH da solução de limpeza recirculada exceder 0,5, o pH deve ser reajustado ou a solução de limpeza deve ser substituída.
• Após a limpeza ser concluída de acordo com o tempo especificado, deve ser imediatamente enxaguado com permeado de osmose reversa ou água deionizada. O tempo de enxaguamento é geralmente 30–60 minutos e a água de saída de osmose reversa deve ser drenada. Após confirmar que o enxágue está concluído, é melhor colocá-lo em operação normal imediatamente. O tempo de limpeza química para operação não deve exceder 24 horas.
• O pessoal de preparação da solução de limpeza deve prestar atenção à segurança, usar luvas, óculos e roupas de proteção e preparar água de emergência e medicamentos de emergência no local.
• Instrumentos e válvulas de tubulação não relacionados ao trabalho de limpeza devem ser fechados para garantir isolamento efetivo.