ความแตกต่างระหว่างการล้างข้อมูลเมมเบรน ultrafiltration และการย้อนกลับของเมมเบรนแบบย้อนกลับ

เกี่ยวกับการล้างย้อนกลับ (การล้างหรือทำความสะอาด) ของเยื่อหุ้มเซลล์ RO มีไม่กี่จุดที่ไม่เห็นด้วยและโดยทั่วไปทุกคนมีฉันทามติ อย่างไรก็ตามเพื่อนกล่าวถึงปัญหาที่เกิดจากการล้างย้อนกลับของระบบเมมเบรน RO ซึ่งทำให้ฉันรู้สึกว่าจำเป็นต้องแบ่งปันกับคุณอีกครั้งในวันนี้แนวคิดพื้นฐานของการล้างเมมเบรน RO และการคาดเดาอย่างกล้าหาญเกี่ยวกับเหตุผลที่มุมมองที่ผิดพลาดข้างต้นอาจแพร่กระจายอย่างกว้างขวาง

ขั้นแรกตามปกติเราจะเข้าใจประเด็นสำคัญและปัญหาที่เป็นไปได้ของการล้างย้อนกลับผ่านคำจำกัดความพื้นฐานและกระบวนการดำเนินการของการล้างเมมเบรนแบบย้อนกลับ

(1) คำจำกัดความพื้นฐานของการทำความสะอาดย้อนกลับของเมมเบรน reverse osmosis

การทำความสะอาดไปข้างหน้า: การออกแบบระบบ CIP ในอดีตคือของเหลวทำความสะอาดไหลเข้าสู่ปลายทางเข้าของน้ำของภาชนะรับความดันผ่านองค์ประกอบของเมมเบรนและไหลออกมาจากปลายน้ำเข้มข้นของภาชนะรับแรงดัน ทิศทางการไหลนี้เหมือนกับการทำงานปกติของระบบ RO วิธีการทำความสะอาดนี้มักจะเป็นเรื่องธรรมดาและมีประสิทธิภาพ

การทำความสะอาดย้อนกลับ: อย่างไรก็ตามการทำความสะอาดย้อนกลับพบว่ามีประโยชน์ในกระบวนการทำความสะอาดบางอย่าง เมื่อมีการปนเปื้อนทางชีวภาพคอลลอยด์หรืออนุภาคอย่างรุนแรงมลพิษสามารถสะสมในปริมาณมากบนเยื่อหุ้มเซลล์แรกที่ปลายทางเข้า มันยากมากที่จะทำลายมลพิษเหล่านี้และไหลผ่านองค์ประกอบเมมเบรนทั้งหมดในภาชนะรับความดัน อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่ของเหลวทำความสะอาดที่ไหลในทิศทางย้อนกลับ (เข้ามาจากปลายน้ำเข้มข้นและออกจากปลายทางเข้าทางเข้าและน้ำเข้มข้นจะถูกทำเครื่องหมายในรูปที่ 2) สามารถล้างมลพิษได้ง่ายขึ้น

(2) ข้อควรระวังสำหรับการทำความสะอาดแบบย้อนกลับของเมมเบรน reverse Osmosis

①จัดลำดับความสำคัญของการถอดระดับสิ้นสุด

เมื่อทำการทำความสะอาด backwash ระดับเกลือที่ไม่ละลายน้ำในตอนท้ายของระบบเมมเบรนจะต้องถูกลบออกก่อน เนื่องจากขอบของผลึกเกลือของเครื่องชั่งมีความคมชัดมากหากดำเนินการทำความสะอาดย้อนกลับโดยไม่ต้องถอดออกคริสตัลเกลือมีแนวโน้มที่จะทำลายพื้นผิวเมมเบรนโดยตรงทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงกว่าการทำความสะอาดทั่วไป (การทำความสะอาดไปข้างหน้า) ดังนั้นเมื่อมีสเกลในระบบการทำความสะอาดแบบธรรมดา (ไปข้างหน้า) จะดำเนินการโดยทั่วไปโดยทั่วไปโดยให้ความสำคัญกับการลบสเกลเมื่อสิ้นสุดระบบ

②การตั้งค่าขีด จำกัด การทำความสะอาด

เมื่อทำความสะอาดในทิศทางทั่วไปองค์ประกอบเมมเบรนแบบย้อนกลับแบบย้อนกลับได้รับการสนับสนุนและป้องกันโดยแหวนแรงขับและจะไม่ถูกบีบและผิดรูป อย่างไรก็ตามในระหว่างการทำความสะอาดย้อนกลับเมมเบรนแรกจะไม่ได้รับการปกป้องจากแหวนแรงขับ ดังนั้นเราขอแนะนำให้ จำกัด อัตราการไหลของการทำความสะอาดในระหว่างการทำความสะอาดย้อนกลับ

อัตราการทำความสะอาดปกติสำหรับองค์ประกอบเมมเบรนขนาด 8 นิ้วคือ 136-182 L/นาที เราขอแนะนำให้ จำกัด อัตราการไหลของการทำความสะอาดแบบย้อนกลับถึง 2/3 ของอัตราการไหลของการทำความสะอาดปกติหรือ 91-121 L/นาที หากความดันต่างกันสูงและการปนเปื้อนรุนแรงอัตราการไหลของการทำความสะอาดสามารถลดลงเป็น 1/3 หรือ 45-61 L/นาทีเพื่อลดความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนรูปของเมมเบรน สำหรับองค์ประกอบเมมเบรนที่ใช้ตัวเว้นวรรคทางเข้า 34 ไมล์อัตราการไหลของการทำความสะอาดจะสูงกว่าองค์ประกอบเมมเบรนทั่วไปเล็กน้อย

เมื่อเริ่มทำความสะอาดให้ใช้อัตราการไหลต่ำจากนั้นค่อยๆเพิ่มขึ้นตามแรงดันที่แตกต่างกันจริง เมื่อสารปนเปื้อนถูกลบออกและความดันที่แตกต่างจะลดลงอัตราการไหลสามารถเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆและสามารถทำความสะอาดย้อนกลับได้ในอัตราการไหลปกติเป็นขั้นตอนสุดท้าย

หมายเหตุ: อย่าทำความสะอาดองค์ประกอบเมมเบรนจากด้านซึมผ่าน สิ่งนี้จะทำให้เกิดความดันย้อนกลับในองค์ประกอบเมมเบรนซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

ข้อควรระวังอื่น ๆ

ระบบเมมเบรน RO ทั้งหมดไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ง่ายสำหรับการทำความสะอาดแบบย้อนกลับ

วิธีที่ดีที่สุดคือการออกแบบระบบสำหรับการทำความสะอาดในทิศทางใดทิศทางหนึ่งในระหว่างการก่อสร้าง โปรดทราบว่าจำเป็นต้องมีการทำความสะอาดแบบสองทิศทางไม่ใช่แค่ย้อนกลับ - การทำความสะอาด

วิธีที่สองคือการออกแบบระบบสำหรับ reverse - การไหลของการไหล (สมาธิเป็นอาหาร) ในขณะที่ไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับ reverse - การไหลของการไหล แต่สามารถช่วยกำจัดสารปนเปื้อนที่ส่วนหน้าของระบบ RO

วิธีที่สามคือการกำจัดเมมเบรนตัวแรกที่มีสภาพเปรอะเปื้อนอย่างหนักลบซีลสมาธิใหม่เปลี่ยนตำแหน่งเมมเบรนแล้วติดตั้งซีลสมาธิที่ปลายอีกด้านหนึ่ง (ปลายสมาธิเดิม) สิ่งนี้ช่วยให้การกำจัดการปนเปื้อนอย่างรุนแรงอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยการส่งต่อแบบดั้งเดิม - การไหลของการไหลและในหลายกรณีวิธีการทำงานนี้ยังสามารถช่วยกำจัดสิ่งปนเปื้อน

ขีด จำกัด สำหรับการย้อนกลับ - การไหลของการไหลรวมถึงความเข้มข้นของสารละลายทำความสะอาดค่า pH และอุณหภูมินั้นเหมือนกับการทำความสะอาดทั่วไป

สรุป: หลังจากทบทวนหลักการพื้นฐานของการย้อนกลับของเมมเบรนย้อนกลับด้านบนเราพบว่าในบางสถานการณ์ (เมื่อมีการปนเปื้อนทางชีวภาพอย่างรุนแรงคอลลอยด์หรืออนุภาคที่ปนเปื้อนสามารถสะสมได้อย่างมีนัยสำคัญ องค์ประกอบ แน่นอนการออกแบบและขั้นตอนจะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดข้างต้นอย่างเคร่งครัด

เราต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับคำแถลงเกี่ยวกับ "backpressure" ที่กล่าวถึงข้างต้น: อย่าทำความสะอาดองค์ประกอบเมมเบรนจากด้านน้ำของผลิตภัณฑ์ สิ่งนี้จะทำให้เกิดความดันย้อนกลับและความเสียหายที่กลับไม่ได้

ทำไมหลายคนถึงเชื่อว่าการล้างเมมเบรนแบบย้อนกลับกลับมาสร้างแรงดันแบ็ค

เป็นเพราะหลายคนตีความเมมเบรนออสโมซิสย้อนกลับโดยไม่ตั้งใจคล้ายกับการล้างเมมเบรนแบบอัลตร้าเลชั่น (คาดเดาอย่างกล้าหาญ) backwashing เมมเบรน Ultrafiltration ใช้น้ำเข้าของผลิตภัณฑ์เป็นทางเข้า backwash ในขณะที่ทางเข้าและเข้มข้น/น้ำเสียทำหน้าที่เป็นร้านล่างและบนตามลำดับ ลองนึกภาพว่าผู้ใช้น้ำใช้เมมเบรนแบบย้อนกลับกลับคืนมาเพื่อให้ได้รับพวกเขาจะสรุปได้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ว่าการย้อนกลับเมมเบรนแบบย้อนกลับออสโมซิสจะสร้างแรงดันย้อนกลับและทำลายโครงสร้างเมมเบรน

เพื่อให้ความเข้าใจของคุณลึกซึ้งยิ่งขึ้นให้ฉันให้ภาพรวมของกระบวนการปฏิบัติการของระบบเมมเบรน ultrafiltration - ฉันไม่คิดว่าฉันเคยแบ่งปันสิ่งนี้แยกกัน

(1) ภาพรวมของระบบเมมเบรน Ultrafiltration

เมมเบรน Ultrafiltration มักจะใช้โหมดการกรองการไหลเต็มรูปแบบซึ่งช่วยประหยัดการใช้พลังงานในการทำงานได้อย่างมาก การดำเนินการใช้โหมดควบคุมของการรักษาค่าคงที่การผลิตน้ำนั่นคือการไหลคงที่ ดังนั้นความดัน transmembrane (TMP) ของเมมเบรน ultrafiltration จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อกระบวนการกรองดำเนินไป สิ่งนี้ต้องใช้การขัดถูอากาศช่วยในการย้อนกลับเป็นระยะเพื่อควบคุมการเพิ่มขึ้นของ TMP

อนุภาคของแข็งที่ติดอยู่บนพื้นผิวของเมมเบรนจะถูกลบออกโดยการล้างอากาศแบบปกติ การล้างย้อนกลับนี้ไม่จำเป็นต้องเพิ่มสารทำความสะอาดสารเคมีใด ๆ มลพิษที่เป็นของแข็งจะถูกลบออกในการขัดอากาศแบบปกติช่วยให้การล้างย้อนกลับดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการสะสมบนพื้นผิวของเมมเบรน

มลภาวะที่ดูดซับบนพื้นผิวของเมมเบรนที่ไม่สามารถลบออกได้โดยการล้างย้อนกลับจะถูกลบออกโดยการปรับปรุงการย้อนกลับทางเคมีออนไลน์ (CEB) ในระหว่างกระบวนการเติมสารเคมีที่เพิ่มขึ้นจะมีการเพิ่มสารเคมีจำนวนเล็กน้อยลงในน้ำย้อนกลับ หลังจากเวลาสั้น ๆ (โดยปกติจะ 5-10 นาที) สารเคมีจะถูกปล่อยออกมาและเมมเบรน ultrafiltration สามารถกู้คืนสู่สถานะใกล้กับสถานะเริ่มต้น

นอกจากนี้ระบบเมมเบรน ultrafiltration จำเป็นต้องได้รับการทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอในแหล่งกำเนิดทางเคมี (CIP) เพื่อกำจัดมลพิษอย่างสมบูรณ์และฟื้นฟูประสิทธิภาพของเมมเบรน ultrafiltration สาร CIP สามารถเป็นโซเดียมไฮดรอกไซด์โซเดียมไฮโดรคลอไรต์กรดไฮโดรคลอริกกรดซิตริก ฯลฯ

(2) ขั้นตอนการทำงานของระบบเมมเบรน Ultrafiltration

ขั้นตอนการดำเนินงานของระบบเมมเบรน ultrafiltration สามารถแบ่งออกเป็นส่วนใหญ่: การกรอง, การขัดอากาศ, การระบายน้ำด้านล่าง, การล้างย้อนกลับด้านบน, แบ็ควอชที่ต่ำกว่า, ล้างไปข้างหน้า

①การกรอง (สถานะการทำงานแยก)

เมื่อระบบเมมเบรน ultrafiltration เริ่มต้นขึ้นขอแนะนำให้ทำการล้างไปข้างหน้า 2-3 นาทีเพื่อกำจัดสารเคมีที่เหลือและอากาศในชุดเมมเบรน การล้างไปข้างหน้าคือเมื่อน้ำเข้าเข้าสู่ชุดเมมเบรนจากทางเข้าของน้ำล่างของชุดเมมเบรนล้างพื้นผิวด้านนอกของเส้นใยเมมเบรนและถูกปล่อยออกจากเต้าเสียบน้ำเข้มข้นที่ด้านบนของชุดเมมเบรน ในระหว่างขั้นตอนนี้น้ำเข้าจะไม่ถูกกรอง

หลังจากการล้างไปข้างหน้าเสร็จสิ้นระบบสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะการดำเนินการกรอง โดยปกติรอบการทำงานคือ 20-60 นาทีซึ่งแตกต่างกันไปตามสภาพน้ำที่เข้าและขั้นตอนการทำความสะอาด ภายใต้เงื่อนไขการกรองปกติ 100% ของน้ำเข้าถูกกรองนั่นคือการกรองการไหลเต็มรูปแบบ

เนื่องจากการสกัดกั้นของมลพิษในระหว่างกระบวนการกรองความดัน transmembrane (TMP) จะเพิ่มขึ้น ในตอนท้ายของขั้นตอนการดำเนินการ pre -} จะเปลี่ยนไปใช้ขั้นตอนการทำความสะอาดของการขัดอากาศและการล้างย้อนกลับ

②สครับอากาศ

ระบบเมมเบรน Ultrafiltration เข้าสู่ขั้นตอนการขัดอากาศโดยอัตโนมัติ Air Scrub ใช้ฟองอากาศอัดเพื่อคลายสารปนเปื้อนที่ติดอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของเส้นใยเมมเบรน อากาศอัดเข้าสู่โมดูลเมมเบรนผ่านทางเข้าอากาศด้านล่างและถูกปล่อยออกมาผ่านทางเต้าเสียบเข้มข้นด้านบน

③ท่อระบายด้านล่าง

หลังจากขั้นตอนการขัดอากาศอากาศจะหยุดลงวาล์วระบายน้ำล่างจะถูกเปิดและโมดูลเมมเบรนจะถูกระบายออกด้วยแรงโน้มถ่วงกำจัดสารปนเปื้อนที่คลายออกด้วยน้ำระบายน้ำ

backwash ด้านบน

หลังจากระบายออกขั้นตอนการล้างย้อนกลับแรกขั้นตอนด้านบนกลับจะถูกดำเนินการ Backwash Water เข้าสู่เส้นใยเมมเบรนผ่านทางเต้าเสียบน้ำด้านบนของโมดูลเมมเบรนและผ่านเส้นใยเมมเบรนในทิศทางตรงกันข้ามของการไหลของน้ำในการทำงาน น้ำเสียด้านหลังเก็บรวบรวมนอกเส้นใยเมมเบรน เปิดวาล์วระบายน้ำด้านบนด้านบนเพื่อให้น้ำเสียแบ็ควอชถูกปล่อยออกมาผ่านทางออกที่มีสมาธิด้านบนของโมดูลเมมเบรน ขั้นตอนการล้างย้อนกลับด้านบนทำความสะอาดส่วนบนของโมดูลเมมเบรนซึ่งการปนเปื้อนนั้นรุนแรงที่สุด

backwash ล่าง

ขั้นตอนการล้างย้อนกลับที่สองขั้นตอนการล้างข้อมูลด้านล่างจะกำจัดสารปนเปื้อนออกจากพื้นที่ส่วนล่างของโมดูลเมมเบรน การบำรุงรักษาการไหลของน้ำย้อนกลับผ่านทางเต้าเสียบน้ำด้านบนของโมดูลเมมเบรนและเปิดวาล์วระบายน้ำด้านล่างเพื่อให้น้ำเสียแบ็ควอชสามารถระบายผ่านทางเข้าน้ำที่ต่ำกว่าของโมดูลเมมเบรนได้อย่างมีประสิทธิภาพจะกำจัดสารปนเปื้อนออกจากส่วนล่าง

⑥ล้างไปข้างหน้า

หลังจากที่ย้อนกลับเสร็จสิ้นการล้างไปข้างหน้าจะต้องกำจัดสิ่งปนเปื้อนและสารเคมีที่เหลืออยู่และขับอากาศที่ติดอยู่ภายในโมดูลเมมเบรน หลังจากการล้างไปข้างหน้าเสร็จสิ้นระบบ ultrafiltration สามารถนำกลับเข้าสู่การดำเนินการกรองหรือโหมดสแตนด์บาย

backwash ที่เพิ่มขึ้นทางเคมี (CEB)

หากการขัดอากาศแบบทั่วไป - การช่วยล้างย้อนกลับไม่สามารถกำจัดสารปนเปื้อนทั้งหมดได้เอฟเฟกต์แบ็ควอชสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มสารเคมีในระหว่างการล้างกลับกระบวนการที่เรียกว่า backwash ที่เพิ่มขึ้นทางเคมี

กระบวนการ CEB รวมถึงขั้นตอนการขัดอากาศการล้างย้อนกลับทางเคมีการแช่และการขัดอากาศแบบดั้งเดิม - ช่วยให้เฟสแบ็ควอชช่วยล้างสารปนเปื้อนและสารเคมี

โดยทั่วไปแล้ว CEB จะถูกจัดหมวดหมู่เป็นอัลคาไลน์ CEB สำหรับการปนเปื้อนอินทรีย์และชีวภาพในน้ำดิบและกรด CEB สำหรับการปนเปื้อนอนินทรีย์ที่เกิดจากคอลลอยด์เหล็กและอลูมิเนียม

Alkaline CEB: 0.1% NAOCL + 0.05% NaOH (เป้าหมาย pH 12)

กรด CEB: 0.1% HCl หรือH₂SO₄ (เป้าหมาย pH 2)

⑧การทำความสะอาดทางเคมีในสถานที่ (CIP)

การทำความสะอาดทางเคมีในสถานที่ (CIP) รวมถึงการล้างย้อนกลับและการหมุนเวียนทางเคมี ความถี่ของ CIP แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำฟีดและสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่หนึ่งถึงสามเดือน

ก่อน CIP จะทำการล้างย้อนกลับเป็นประจำซึ่งรวมถึงการขัดอากาศการระบายน้ำด้านล่างการล้างย้อนกลับและการล้างย้อนกลับที่ต่ำกว่า กระบวนการล้างย้อนกลับมักจะทำซ้ำสามถึงแปดครั้งเพื่อกำจัดสารปนเปื้อนที่จะถูกลบออกโดยการทำความสะอาดทางเคมี

เนื่องจากระบบเมมเบรน Ultrafiltration ทำงานด้วยการล้างย้อนกลับบ่อย (ทุก ๆ 20 ถึง 60 นาที) พวกเขามักจะดำเนินการโดยใช้การควบคุมอัตโนมัติ เมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณภาพน้ำที่มีอิทธิพลระหว่างระบบพารามิเตอร์การทำงานและการทำความสะอาดที่เฉพาะเจาะจงและลำดับจำเป็นต้องได้รับการสรุปตาม - การว่าจ้างไซต์ ตามกฎทั่วไปเมื่อคุณภาพน้ำที่มีอิทธิพลไม่ดีเพิ่มความถี่ของการล้างย้อนกลับการขัดอากาศและการปรับปรุงทางเคมี