CN108579442B - 一种强化反渗透离线清洗测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化反渗透离线清洗测试方法，其设备包括清洗水箱、清洗泵、进水管过滤器、测试水箱、测试泵、浓水管过滤器、膜架、压力容器、连接上述设备的管路、阀门和仪表；清洗水箱设有射流曝气器强化泡沫产生；压力容器倾斜安装，利于膜内水排空与晾干，改变膜表面状态。本发明清洗效果好，反渗透标准化流量恢复率可超过90%；优化清洗药剂及清洗方法，通过测试水箱里的射流曝气器产生泡沫，气水强化清洗；通过对膜清洗后的晾干、再清洗，改变膜表面与污染物的接触条件，实现强化清洗；根据膜元件污染特点，针对性进行清洗，强化清洗效果；装置集成测试及清洗功能；方法具有广泛的适用性，普遍适用于各类反渗透膜清洗。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种强化反渗透离线清洗测试方法。
背景技术
超滤-反渗透双膜工艺是现今主流的脱盐工艺，广泛应用于海水淡化、循环冷却水脱盐、污水深度处理后精制处理回用等。长期运行的反渗透***，仅仅在线清洗已不能满足运行要求，跨膜压差逐步增大，产水量逐步降低，甚至脱盐率下降，严重影响了***性能，需定期离线清洗。
对于传统的反渗透膜离线清洗，多关注在药剂种类及浓度上，对于清洗方法方面探索较少；对于清洗装置，关注在自动化控制方面，或虽然集成了测试和清洗功能，但存在设计缺陷，无法直接使用或效果不佳。
如CN201620357905.9、CN201420067419.4关注在自动化控制方面，增加自动控制器，实现清洗过程自动控制，但采用的是传统清洗方法。如CN201621043872.7只具有清洗功能，无法进行测试，无法评定清洗效果。如CN201620903391.2虽然具备了离线清洗和测试的功能，但膜清洗只能按一个方向进行，而膜污染时，正反交替清洗的效果更佳，***并不具备相关功能。如CN201210270583.0在药剂基础上考虑了超声波清洗方法，但对设备要求较高，清洗过程需反复拆卸膜，人工操作量较大。如CN201310250776.4、如CN201210005663.3，均为传统的清洗方法，仅在药剂方面有改良，但反渗透***由于进水水质差异较大，导致污染情况有很大差别，难以通过简单的药剂调整实现较好的清洗。
工程实践中，急需普遍适用且简单高效的反渗透膜离线清洗方法，通过药剂调整的同时，应进一步对反渗透膜的离线清洗方法、方式进行探索，切实提高反渗透离线清洗效率。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种强化反渗透离线清洗测试方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种强化反渗透离线清洗测试方法，所述的离线清洗，在装置上包括清洗水箱(QS1)、清洗泵(X2)、进水管过滤器(X4)、测试水箱(CS1)、测试泵(Y2)、浓水管过滤器(Y4)、膜架、压力容器(YL)、连接上述设备的管路、阀门和仪表；
所述膜架上并联安装多个压力容器(YL)，每个所述压力容器(YL)内安装一支膜元件；各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管、压力容器进水通气管(TQ1)、压力容器浓水放空管(TQ2)、取样管并列设置且分别设有阀门，各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管分别汇总后进入进水总管(X)、产水总管(C)、浓水总管(Y)；进水总管(X)与浓水总管(Y)汇入水箱回流管(Z)回流入清洗水箱(QS1)；
所述清洗水箱(QS1)侧面底部与进水总管(X)相通，从清洗水箱(QS1)向进水总管(X)方向依次设置清洗水箱出口阀(X1)、清洗泵(X2)、进水管过滤器前压力表(X3)、进水管过滤器(X4)、进水管过滤器后压力表(X5)、进水管止回阀(X6)，进水管前阀门(X7)、进水管后阀门(X8)，汇入水箱回流管(Z)；进水总管(X)在进水管前阀门(X7)和进水管后阀门(X8)之间，分别与各压力容器(YL)的进水管相通；
所述测试水箱(CS1)侧面底部与浓水总管(Y)相通，从测试水箱(CS1)向浓水总管(Y)方向依次设置测试水箱出口阀(Y1)、测试泵(Y2)、浓水管过滤器前压力表(Y3)、浓水管过滤器(Y4)、浓水管过滤器后压力表(Y5)、浓水管止回阀(Y6)，浓水管前阀门(Y7)、浓水管后阀门(Y8)，汇入水箱回流管(Z)；浓水总管(Y)在浓水管前阀门(Y7)和浓水管后阀门(Y8)之间，分别与各压力容器(YL)的浓水管相通；
所述进水总管(X)与浓水总管(Y)汇入水箱回流管(Z)后，经过回流管压力表(Z1)、回流管流量计(Z2)回流至清洗水箱(QS1)；
所述各个压力容器(YL)的产水管汇总入产水总管(C)后，经过产水主管压力表(C1)、产水主管流量计(C2)回流至清洗水箱(QS1)。
所述进水总管(X)和浓水总管(Y)之间通过第一连接管(L1)相通；第一连接管(L1)一端与进水总管(X)在进水管止回阀(X6)和进水管前阀门(X7)之间相通，第一连接管(L1)另一端与浓水总管(Y)在浓水管止回阀(Y6)和浓水管前阀门(Y7)之间相通。
所述压力容器(YL)上的进水管设有压力容器进水管阀门(M1)，在压力容器进水管阀门(M1)和压力容器(YL)之间设有压力容器进水通气管(TQ1)，压力容器进水通气管(TQ1)设有压力容器进水通气管阀门(M3)；所述压力容器(YL)上的浓水管设有压力容器浓水管阀门(M2)，在压力容器浓水管阀门(M2)和压力容器(YL)之间设有压力容器浓水放空管(TQ2)，压力容器浓水放空管(TQ2)设有压力容器浓水放空管阀门(M4)；所述压力容器(YL)两端侧面，一端与产水管相通，一端与取样管相通，取样管上设有取样管阀门(M5)；所述压力容器(YL)的进水管和浓水管对角设置，在压力容器(YL)的圆柱侧面与压力容器(YL)相通；所述压力容器(YL)倾斜安装，与水平方向夹角为30-60°，压力容器进水通气管(TQ1)在上，压力容器浓水放空管(TQ2)在下。
所述清洗水箱(QS1)侧面底部设有清洗水箱放空管，清洗水箱放空管上设有清洗水箱放空阀门(QS2)；所述清洗水箱(QS1)侧面底部与进水总管(X)相通，进水总管(X)中心与清洗水箱(QS1)底部距离为清洗水箱(QS1)最高水位的1/4-1/5；所述清洗水箱(QS1)底部设有射流曝气器(QS3)，射流曝气器(QS3)一端连接管与水箱回流管(Z)通过水箱回流管阀门(Z4)相通，另一端连接管与通气竖管(TQ)相通；所述通气竖管(TQ)的另一端与大气相通；所述测试水箱(CS1)侧面底部设有测试水箱放空管，测试水箱放空管上设有测试水箱放空阀门(CS2)。
所述水箱回流管(Z)在水箱回流管阀门(Z4)前设有回流分支管，回流分支管上设有回流分支管阀门(Z3)，回流分支管在水箱液位以上与大气相通，回流分支管管口垂直向下，回流液可从回流分支管自流进入清洗水箱(QS1)。
所述方法，其特征包括以下步骤：
1)洗前测试：洗前测试前***所有阀门处于关闭状态，测试水箱(CS1)注入测试水至最高水位，依次打开测试水箱出口阀(Y1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启测试泵(Y2)，达到膜进水压力，打开取样管上的取样管阀门(M5)，排气、取样，测试记录各支膜的进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导、产水电导、水温、进水压力、产水压力、浓水压力；
2)杀菌：杀菌前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高水位，配置300-500mg/L的非氧化杀菌剂；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启清洗泵(X2)，循环流量为Q，循环1小时；打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)水箱排空；
3)冲洗：冲洗前***所有阀门处于关闭状态，打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱，清水冲洗后，关闭清洗水箱放空阀门(QS2)，注入清洗水至最高液位；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水放空管阀门(M4)，开启清洗泵(X2)，以120-150%Q流量冲洗，冲洗30min-60min，直到压力容器(YL)上的浓水管处pH与清洗水箱(QS1)内pH之差<0.5，排空清洗水箱(QS1)；
4)EDTA碱洗：EDTA碱洗前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高水位，配置1-2%EDTA-4Na、配置0.05-0.1%十二烷基硫磺酸钠，配置碱性pH调节剂调节pH至11.5-12.0，控制清洗水水温在32-35℃；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启清洗泵(X2)，以120%-150%Q流量循环30min，关闭清洗泵(X2)、浓水管后阀门(Y8)，5min后打开清洗泵(X2)、浓水管后阀门(Y8)，以Q流量循环30min，按此方式循环往复，直到循环5小时，循环前后膜元件压差变化率为P1；
5)EDTA碱洗判定：若P1>10%，则增加碱性pH调节剂使得pH至11.5-12.0，再配置1.0-1.5%的EDTA，重复步骤4)；若P1<=10%，则进入下一步骤；
6)放空晾干：放空晾干前***所有阀门处于关闭状态，打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱，打开压力容器进水通气管阀门(M3)、压力容器浓水放空管阀门(M4)，排空膜内水，静置10h；
7)泡沫碱洗：泡沫碱洗前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至40-50%水位，配置0.15-0.2%十二烷基硫磺酸钠，配置碱性pH调节剂调节pH至11.5-12.0，控制清洗水水温在32-35℃；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、浓水管前阀门(Y7)、压力容器浓水管阀门(M2)、压力容器进水管阀门(M1)、进水管后阀门(X8)、水箱回流管阀门(Z4)，开启清洗泵(X2)；以120%-150%Q流量循环30min，关闭清洗泵(X2)、进水管后阀门(X8)，5min后打开清洗泵(X2)、进水管后阀门(X8)，以Q流量循环30min，按此方式循环往复，直到循环5小时，循环前后膜元件压差变化率为P2；
8)泡沫碱洗判定：若P2>10%，则增加碱性pH调节剂使得pH至11.5-12.0，再配置1.0-1.5%的EDTA，重复步骤7)；若P2<=10%，则进入下一步骤；
9)冲洗：同步骤3)；
10)酸洗：清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高液位，配置酸性pH调节剂调节pH至2.0-2.5，控制清洗水水温在32-35℃，以Q流量循环2小时，循环前后膜元件压差变化率为P3；
11)酸洗判定：若P3>10%，则增加酸性pH调节剂使得pH至2.0-2.5，重复步骤10)；若P3<=10%，则进入下一步骤；
12)冲洗：同步骤3)；
13)洗后测试：洗后测试前***所有阀门处于关闭状态，测试水箱(CS1)注入测试水至最高水位，依次打开测试水箱出口阀(Y1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启测试泵(Y2)，达到膜进水压力，打开取样管上的取样管阀门(M5)，排气、取样，测试记录各支膜的进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导、产水电导、水温、进水压力、产水压力、浓水压力。
优选的，所述循环前后膜元件压差变化率，即(循环前膜元件压差-循环后膜元件压差)/循环前膜元件压差；所述膜元件压差为进水管过滤器后压力表(X5)读数-回流管压力表(Z1)读数。
优选的，所述循环流量Q，即反渗透膜元件设计进水流量的100-150%；所述膜进水压力，即反渗透膜元件设计进水压力的100-130%。
为本行业的人所熟知的，反渗透膜元件设计进水流量和设计进水压力，可参考膜产品的产品说明书；测试泵为高压泵，根据反渗透膜正常运行时的压力和流量选择，根据膜型号选型，并考虑压力容器数量；清洗泵按照反渗透膜正常运行时流量的1.2-1.5倍、反渗透膜正常运行时进水压力的20-40%选择，根据膜型号选型，并考虑压力容器数量；测试水一般为超滤产水，或浊度<0.2NTU、pH在7.0-8.0、TDS在相应型号膜能够耐受的正常范围下的其他水源，且要求余氯<0.1mg/L；清洗水一般为反渗透产水，或浊度<0.2NTU、pH在6.0-7.5、TDS<100mg/L的其他水源；非氧化杀菌剂，一般采用DBNPA、异噻唑啉酮等；碱性pH调节剂，一般采用氢氧化钠，配置浓度一般为0.1%，可根据实际调节灵敏度需求，增大或减小；酸性pH调节剂，一般采用盐酸或柠檬酸，盐酸配置浓度为0.1%，柠檬酸配置浓度为1%-2%，可根据实际调节灵敏度需求，增大或减小；相关阀门既可采用多种形式，包括普通闸阀等，也可采用电动阀门或气动阀门，结合PLC实现自动化清洗测试。
为本行业的人所熟知的，射流曝气器采用文丘里原理，高速水流经过射流曝气器会产生负压，此时连接通气管至负压出会抽吸气体，抽吸的气体与高速水流可产生曝气效果，曝气强度与水流速度相关，用于强化泡沫产生，吸入的空气和水的体积比为1:1-2:1。
为本行业的人所熟知的，标准化流量恢复率，即（出厂时标准化流量-测试时标准化流量）/出厂时标准化流量，标准化流量的计算可参考相关专业书籍或文献。
为本行业的人所熟知的，进水总管(X)与浓水总管(Y)上的仪表和阀门，分别根据清洗泵(X2)和测试泵(Y2)的压力、流量选型。
为本行业的人所熟知的，压力容器数量>1，一般设置为2-8个，可同时进行多组反渗透膜清洗，提高清洗效率，测试泵和清洗泵流量选型应同时考虑压力容器数量。
本发明的有益技术效果是：
1）离线清洗效果好，反渗透标准化流量恢复率可超过90%；
2）优化清洗药剂及清洗方法，通过测试水箱里的射流曝气器产生泡沫，气水强化清洗；通过对膜清洗后的晾干、再清洗，改变膜表面与污染物的接触条件，实现强化清洗；
3）根据膜元件污染特点，针对性进行清洗，增加酸洗或碱洗的时间，强化清洗效果；
4）装置集成测试及清洗功能；
5）离线清洗恢复膜通量，有效降低反渗透***的运行能耗，延长反渗透***的寿命；
6）方法具有广泛的适用性，普遍适用于各类反渗透膜清洗。
附图说明
图1为高效反渗透离线清洗测试装置示意图；
图2为高效反渗透离线清洗测试装置压力容器详图。
图中：C为产水总管，C1为产水主管压力表，C2为产水主管流量计，CS1为测试水箱，CS2为测试水箱放空阀门，L1为第一连接管，M1为压力容器进水管阀门，M2为压力容器浓水管阀门，M3为压力容器进水通气管阀门，M4为压力容器浓水放空管阀门，M5为取样管阀门，QS1为清洗水箱，QS2为清洗水箱放空阀门，QS3为射流曝气器，TQ为通气竖管，TQ1为压力容器进水通气管，TQ2为压力容器浓水放空管，X为进水总管，X1为清洗水箱出口阀，X2为清洗泵，X3为进水管过滤器前压力表，X4为进水管过滤器，X5为进水管过滤器后压力表，X6为进水管止回阀，X7为进水管前阀门，X8为进水管后阀门，Y为浓水总管，Y1为测试水箱出口阀，Y2为测试泵，Y3为浓水管过滤器前压力表，Y4为浓水管过滤器，Y5为浓水管过滤器后压力表，Y6为浓水管止回阀，Y7为浓水管前阀门，Y8为浓水管后阀门，YL为压力容器，Z为水箱回流管，Z1为回流管压力表，Z2为回流管流量计，Z3为回流分支管阀门，Z4为水箱回流管阀门。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明提供一种强化反渗透离线清洗测试方法，可解决反渗透离线清洗效果不佳、清洗对污染物针对性不强等问题，适用于反渗透膜的离线清洗及测试。
反渗透膜污染类型包括微生物污染、有机物污染、无机物污染等，根据各***进水水质及运行情况不同，反渗透膜受到的污染种类、污染程度不同，对于反渗透膜的高效清洗造成了困难。在传统的杀菌、碱洗、酸洗过程中，多以药剂为主，如杀菌采用非氧化杀菌剂，碱洗以EDTA、十二烷基硫磺酸钠等，酸洗以盐酸、柠檬酸等为主。虽然药剂对反渗透污染的清洗至关重要，但污染的本质，是污染物与膜表面的固相-固相的附着累积过程，还应考虑固-固界面特征，并采用针对性措施。在实际离线清洗中发现，碱洗过程中，采用泡沫碱洗的效果优于传统碱洗，泡沫中夹带大量气泡和水，在膜可承受的压力范围内，实质上进行了气水联合冲洗，对于固-固的分离具有较好的效果。泡沫碱洗过程，一方面清洗水箱水位只有40%-50%，另一方面增加射流曝气器，通过浓水回流及通气竖管，强化大量泡沫产生，提高清洗效果，也通过浓水回流时从高点落下，强化扰动产生适量泡沫。同时，碱洗及泡沫碱洗过程中，均采用高流量循环、停泵、低流量循环的模式，既通过大小流量循环强化固-固分离，同时停泵过程，利用停泵水锤产生的震动强化固-固分离，实践中获得了良好效果。根据膜元件的污染类型以及在碱洗、酸洗过程中的pH变化，判定其清洗的时间，针对性的进行膜污染的清洗和恢复，进一步提高了清洗效率。装置设计时，充分考虑了膜元件晾干-润湿过程中，对污染物有脱附作用，故设计压力容器为倾斜安装，便于排空。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明一种强化反渗透离线清洗测试方法，结合图1至图2所示，包括清洗水箱(QS1)、清洗泵(X2)、进水管过滤器(X4)、测试水箱(CS1)、测试泵(Y2)、浓水管过滤器(Y4)、膜架、压力容器(YL)及连接上述设备的管路、阀门和仪表。
所述管路包括各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管、压力容器进水通气管(TQ1)、压力容器浓水放空管(TQ2)、取样管，进水总管(X)，产水总管(C)，浓水总管(Y)，水箱回流管(Z)，第一连接管(L1)，通气竖管(TQ)，回流分支管，清洗水箱放空管，测试水箱放空管。
所述膜架上并联安装多个压力容器(YL)，每个所述压力容器(YL)内安装一支膜元件；各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管、压力容器进水通气管(TQ1)、压力容器浓水放空管(TQ2)、取样管并列设置且分别设有阀门，各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管分别汇总后进入进水总管(X)、产水总管(C)、浓水总管(Y)；进水总管(X)与浓水总管(Y)汇入水箱回流管(Z)回流入清洗水箱(QS1)；所述压力容器(YL)上的进水管设有压力容器进水管阀门(M1)，在压力容器进水管阀门(M1)和压力容器(YL)之间设有压力容器进水通气管(TQ1)，压力容器进水通气管(TQ1)设有压力容器进水通气管阀门(M3)；所述压力容器(YL)上的浓水管设有压力容器浓水管阀门(M2)，在压力容器浓水管阀门(M2)和压力容器(YL)之间设有压力容器浓水放空管(TQ2)，压力容器浓水放空管(TQ2)设有压力容器浓水放空管阀门(M4)；所述压力容器(YL)两端侧面，一端与产水管相通，一端与取样管相通，取样管上设有取样管阀门(M5)；所述压力容器(YL)的进水管和浓水管对角设置，在压力容器(YL)的圆柱侧面与压力容器(YL)相通；所述压力容器(YL)倾斜安装，与水平方向夹角为30-60°，压力容器进水通气管(TQ1)在上，压力容器浓水放空管(TQ2)在下。
所述清洗水箱(QS1)侧面底部与进水总管(X)相通，从清洗水箱(QS1)向进水总管(X)方向依次设置清洗水箱出口阀(X1)、清洗泵(X2)、进水管过滤器前压力表(X3)、进水管过滤器(X4)、进水管过滤器后压力表(X5)、进水管止回阀(X6)，进水管前阀门(X7)、进水管后阀门(X8)，汇入水箱回流管(Z)；进水总管(X)在进水管前阀门(X7)和进水管后阀门(X8)之间，分别与各压力容器(YL)的进水管相通。
所述测试水箱(CS1)侧面底部与浓水总管(Y)相通，从测试水箱(CS1)向浓水总管(Y)方向依次设置测试水箱出口阀(Y1)、测试泵(Y2)、浓水管过滤器前压力表(Y3)、浓水管过滤器(Y4)、浓水管过滤器后压力表(Y5)、浓水管止回阀(Y6)，浓水管前阀门(Y7)、浓水管后阀门(Y8)，汇入水箱回流管(Z)；浓水总管(Y)在浓水管前阀门(Y7)和浓水管后阀门(Y8)之间，分别与各压力容器(YL)的浓水管相通。
所述进水总管(X)与浓水总管(Y)汇入水箱回流管(Z)后，经过回流管压力表(Z1)、回流管流量计(Z2)回流至清洗水箱(QS1)。
所述各个压力容器(YL)的产水管汇总入产水总管(C)后，经过产水主管压力表(C1)、产水主管流量计(C2)回流至清洗水箱(QS1)。
所述进水总管(X)和浓水总管(Y)之间通过第一连接管(L1)相通；第一连接管(L1)一端与进水总管(X)在进水管止回阀(X6)和进水管前阀门(X7)之间相通，第一连接管(L1)另一端与浓水总管(Y)在浓水管止回阀(Y6)和浓水管前阀门(Y7)之间相通。
所述清洗水箱(QS1)侧面底部设有清洗水箱放空管，清洗水箱放空管上设有清洗水箱放空阀门(QS2)；所述清洗水箱(QS1)侧面底部与进水总管(X)相通，进水总管(X)中心与清洗水箱(QS1)底部距离为清洗水箱(QS1)最高水位的1/4-1/5；所述清洗水箱(QS1)底部设有射流曝气器(QS3)，射流曝气器(QS3)一端连接管与水箱回流管(Z)通过水箱回流管阀门(Z4)相通，另一端连接管与通气竖管(TQ)相通；所述通气竖管(TQ)的另一端与大气相通；所述测试水箱(CS1)侧面底部设有测试水箱放空管，测试水箱放空管上设有测试水箱放空阀门(CS2)。
水箱回流管(Z)在水箱回流管阀门(Z4)前设有回流分支管，回流分支管上设有回流分支管阀门(Z3)，回流分支管在水箱液位以上与大气相通，回流分支管管口垂直向下，回流液可从回流分支管自流进入清洗水箱(QS1)。
***内水的流向包括如下几种方式：
1）测试过程，由测试水箱，经Y管的Y1-Y6，L1，X管的X7，压力容器，浓水通过Y管的Y8、Z管的Z3排入清洗水箱，产水通过C管排入清洗水箱；
2）清洗过程，EDTA碱洗，水流由压力容器的M1至M2，称为正洗，水流自清洗水箱，经X管的X1-X7，压力容器，Y管的Y8，Z管的Z3排入清洗水箱；
3）清洗过程，泡沫碱洗，水流由压力容器的M2至M1，称为反洗，水流自清洗水箱，经X管的X1-X6，L1，Y管的Y7，压力容器，X管的X8，Z管的Z4排入清洗水箱；
4）压力容器排空过程，放空晾干，关闭所有阀门，打开M3和M4，压力容器内的水由M4流出，M3与大气相通，防止压力容器内形成负压水不流出。
实施例1：
对本发明一种强化反渗透离线清洗测试方法做详细说，该方法依赖于上述设备，清洗反渗透膜，该类型膜的新膜在压力15.5bar下，25℃时的标准化膜通量为1.79m3/h，单支膜37m2，包括以下步骤：
1)洗前测试：洗前测试前***所有阀门处于关闭状态，测试水箱(CS1)注入测试水至最高水位，依次打开测试水箱出口阀(Y1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启测试泵(Y2)，达到膜进水压力，打开取样管上的取样管阀门(M5)，排气、取样，测试记录各支膜的进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导、产水电导、水温、进水压力、产水压力、浓水压力；
2)杀菌：杀菌前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高水位，配置400mg/L的非氧化杀菌剂；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启清洗泵(X2)，循环流量为Q，循环1小时；打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)水箱排空；
3)冲洗：冲洗前***所有阀门处于关闭状态，打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱，清水冲洗后，关闭清洗水箱放空阀门(QS2)，注入清洗水至最高液位；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水放空管阀门(M4)，开启清洗泵(X2)，以150%Q流量冲洗，冲洗60min，直到压力容器(YL)上的浓水管处pH与清洗水箱(QS1)内pH之差<0.5，排空清洗水箱(QS1)；
4)EDTA碱洗：EDTA碱洗前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高水位，配置1.5%EDTA-4Na、配置0.05%十二烷基硫磺酸钠，配置碱性pH调节剂调节pH至11.5-12.0，控制清洗水水温在32-35℃；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启清洗泵(X2)，以150%Q流量循环30min，关闭清洗泵(X2)、浓水管后阀门(Y8)，5min后打开清洗泵(X2)、浓水管后阀门(Y8)，以Q流量循环30min，按此方式循环往复，直到循环5小时，循环前后膜元件压差变化率为P1=15%；
5)EDTA碱洗判定：P1>10%，增加碱性pH调节剂使得pH至11.5-12.0，再配置1.5%的EDTA，重复步骤4)，重复一次后，P1=7%<10%，进入下一步骤；
6)放空晾干：放空晾干前***所有阀门处于关闭状态，打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱，打开压力容器进水通气管阀门(M3)、压力容器浓水放空管阀门(M4)，排空膜内水，静置10h；
7)泡沫碱洗：泡沫碱洗前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至40%水位，配置0.15%十二烷基硫磺酸钠，配置碱性pH调节剂调节pH至11.5-12.0，控制清洗水水温在32-35℃；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、浓水管前阀门(Y7)、压力容器浓水管阀门(M2)、压力容器进水管阀门(M1)、进水管后阀门(X8)、水箱回流管阀门(Z4)，开启清洗泵(X2)；以150%Q流量循环30min，关闭清洗泵(X2)、进水管后阀门(X8)，5min后打开清洗泵(X2)、进水管后阀门(X8)，以Q流量循环30min，按此方式循环往复，直到循环5小时，循环前后膜元件压差变化率为P2=8%；
8)泡沫碱洗判定：P2<10%，进入下一步骤；
9)冲洗：同步骤3)；
10)酸洗：清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高液位，配置酸性pH调节剂调节pH至2.0-2.5，控制清洗水水温在32-35℃，以Q流量循环2小时，循环前后膜元件压差变化率为P3=8%；
11)酸洗判定：P3<=10%，进入下一步骤；
12)冲洗：同步骤3)；
13)洗后测试：洗后测试前***所有阀门处于关闭状态，测试水箱(CS1)注入测试水至最高水位，依次打开测试水箱出口阀(Y1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启测试泵(Y2)，达到膜进水压力，打开取样管上的取样管阀门(M5)，排气、取样，测试记录各支膜的进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导、产水电导、水温、进水压力、产水压力、浓水压力。
实施例2：
除步骤6)至步骤8)外，其余同实施例1，即本实施例不进行放空晾干和泡沫碱洗过程，清洗后标准化恢复率仅76.4%，较实施例1的94.4%有大幅下降，可见放空晾干和泡沫碱洗过程对清洗恢复效果有重要影响。
实施例3：
除步骤7)至步骤8)外，其余同实施例1，即本实施例不进行泡沫碱洗过程，清洗后标准化恢复率仅85.3%，较实施例1的94.4%有大幅下降，比实施例2的76.4%略有提高，可见泡沫碱洗过程对清洗恢复效果有重要影响。
| 类别 | 情况 | Pf | △P | Cf | Y | T | Cp | Q | Pp | R |
| 进水压力 | 压降 | 进水TDS | 回收率 | 温度 | 产水TDS | 实际流量 | 产水压力 | 标准化流量恢复率 | ||
| bar | bar | mg/L | ℃ | mg/L | m3/h | bar | ||||
| 标准化条件 | 初始 | 15.5 | 0.2 | 2000 | 0.15 | 25.0 | 37.2 | 1.79 | 0.2 | 100% |
| 实施例1 | 清洗前 | 11.0 | 0.8 | 2100 | 0.25 | 29.8 | 39.5 | 0.52 | 0.0 | 38.9% |
| 实施例1 | 清洗后 | 11.0 | 0.3 | 2100 | 0.26 | 29.9 | 32.0 | 1.30 | 0.0 | 94.4% |
| 实施例2 | 清洗前 | 11.0 | 0.3 | 2090 | 0.26 | 28.9 | 39.0 | 0.54 | 0.0 | 40.3% |
| 实施例2 | 清洗后 | 11.0 | 0.3 | 2090 | 0.26 | 29.8 | 36.0 | 1.05 | 0.0 | 76.4% |
| 实施例3 | 清洗前 | 11.0 | 0.3 | 2060 | 0.24 | 30.0 | 37.0 | 0.51 | 0.0 | 36.7% |
| 实施例3 | 清洗后 | 11.0 | 0.3 | 2060 | 0.25 | 29.9 | 38.0 | 1.18 | 0.0 | 85.3% |
尽管本文中较多的使用了诸如测试水箱、进水管、浓水管等术语，但并不排除使用其它术语的可能性，本领域技术人员在本发明的启示下对这些术语所做的简单替换，均应在本发明的保护范围之内。上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种强化反渗透离线清洗测试方法，其特征包括以下步骤：
1)反渗透离线清洗装置搭建，包括清洗水箱(QS1)、清洗泵(X2)、进水管过滤器(X4)、测试水箱(CS1)、测试泵(Y2)、浓水管过滤器(Y4)、膜架、压力容器(YL)、连接上述设备的管路、阀门和仪表；
所述膜架上并联安装多个压力容器(YL)，每个所述压力容器(YL)内安装一支膜元件；各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管、压力容器进水通气管(TQ1)、压力容器浓水放空管(TQ2)、取样管并列设置且分别设有阀门，各个所述压力容器(YL)的进水管、产水管、浓水管分别汇总后进入进水总管(X)、产水总管(C)、浓水总管(Y)；进水总管(X)与浓水总管(Y)汇入水箱回流管(Z)回流入清洗水箱(QS1)；
所述清洗水箱(QS1)侧面底部与进水总管(X)相通，从清洗水箱(QS1)向进水总管(X)方向依次设置清洗水箱出口阀(X1)、清洗泵(X2)、进水管过滤器前压力表(X3)、进水管过滤器(X4)、进水管过滤器后压力表(X5)、进水管止回阀(X6)，进水管前阀门(X7)、进水管后阀门(X8)，汇入水箱回流管(Z)；进水总管(X)在进水管前阀门(X7)和进水管后阀门(X8)之间，分别与各压力容器(YL)的进水管相通；
所述测试水箱(CS1)侧面底部与浓水总管(Y)相通，从测试水箱(CS1)向浓水总管(Y)方向依次设置测试水箱出口阀(Y1)、测试泵(Y2)、浓水管过滤器前压力表(Y3)、浓水管过滤器(Y4)、浓水管过滤器后压力表(Y5)、浓水管止回阀(Y6)，浓水管前阀门(Y7)、浓水管后阀门(Y8)，汇入水箱回流管(Z)；浓水总管(Y)在浓水管前阀门(Y7)和浓水管后阀门(Y8)之间，分别与各压力容器(YL)的浓水管相通；
所述进水总管(X)与浓水总管(Y)汇入水箱回流管(Z)后，经过回流管压力表(Z1)、回流管流量计(Z2)回流至清洗水箱(QS1)；
所述各个压力容器(YL)的产水管汇总入产水总管(C)后，经过产水主管压力表(C1)、产水主管流量计(C2)回流至清洗水箱(QS1)；
所述进水总管(X)和浓水总管(Y)之间通过第一连接管(L1)相通；第一连接管(L1)一端与进水总管(X)在进水管止回阀(X6)和进水管前阀门(X7)之间相通，第一连接管(L1)另一端与浓水总管(Y)在浓水管止回阀(Y6)和浓水管前阀门(Y7)之间相通；
所述压力容器(YL)上的进水管设有压力容器进水管阀门(M1)，在压力容器进水管阀门(M1)和压力容器(YL)之间设有压力容器进水通气管(TQ1)，压力容器进水通气管(TQ1)设有压力容器进水通气管阀门(M3)；所述压力容器(YL)上的浓水管设有压力容器浓水管阀门(M2)，在压力容器浓水管阀门(M2)和压力容器(YL)之间设有压力容器浓水放空管(TQ2)，压力容器浓水放空管(TQ2)设有压力容器浓水放空管阀门(M4)；所述压力容器(YL)两端侧面，一端与产水管相通，一端与取样管相通，取样管上设有取样管阀门(M5)；所述压力容器(YL)的进水管和浓水管对角设置，在压力容器(YL)的圆柱侧面与压力容器(YL)相通；所述压力容器(YL)倾斜安装，与水平方向夹角为30-60°，压力容器进水通气管(TQ1)在上，压力容器浓水放空管(TQ2)在下；
所述清洗水箱(QS1)侧面底部设有清洗水箱放空管，清洗水箱放空管上设有清洗水箱放空阀门(QS2)；所述清洗水箱(QS1)侧面底部与进水总管(X)相通，进水总管(X)中心与清洗水箱(QS1)底部距离为清洗水箱(QS1)最高水位的1/4-1/5；所述清洗水箱(QS1)底部设有射流曝气器(QS3)，射流曝气器(QS3)一端连接管与水箱回流管(Z)通过水箱回流管阀门(Z4)相通，另一端连接管与通气竖管(TQ)相通；所述通气竖管(TQ)的另一端与大气相通；所述测试水箱(CS1)侧面底部设有测试水箱放空管，测试水箱放空管上设有测试水箱放空阀门(CS2)；
所述水箱回流管(Z)在水箱回流管阀门(Z4)前设有回流分支管，回流分支管上设有回流分支管阀门(Z3)，回流分支管在水箱液位以上与大气相通，回流分支管管口垂直向下，回流液可从回流分支管自流进入清洗水箱(QS1)；
2)洗前测试：洗前测试前***所有阀门处于关闭状态，测试水箱(CS1)注入测试水至最高水位，依次打开测试水箱出口阀(Y1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启测试泵(Y2)，达到膜进水压力，打开取样管上的取样管阀门(M5)，排气、取样，测试记录各支膜的进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导、产水电导、水温、进水压力、产水压力、浓水压力；
3)杀菌：杀菌前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高水位，配置300-500mg/L的非氧化杀菌剂；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启清洗泵(X2)，循环流量为Q，循环1小时；打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱；
4)冲洗：冲洗前***所有阀门处于关闭状态，打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱，清水冲洗后，关闭清洗水箱放空阀门(QS2)，注入清洗水至最高液位；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水放空管阀门(M4)，开启清洗泵(X2)，以120-150％Q流量冲洗，冲洗30min-60min，直到压力容器(YL)上的浓水管处pH与清洗水箱(QS1)内pH之差<0.5，排空清洗水箱(QS1)；
5)EDTA碱洗：EDTA碱洗前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高水位，配置1-2％EDTA-4Na、配置0.05-0.1％十二烷基硫磺酸钠，配置碱性pH调节剂调节pH至11.5-12.0，控制清洗水水温在32-35℃；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启清洗泵(X2)，以120％-150％Q流量循环30min，关闭清洗泵(X2)、浓水管后阀门(Y8)，5min后打开清洗泵(X2)、浓水管后阀门(Y8)，以Q流量循环30min，按此方式循环往复，直到循环5小时，循环前后膜元件压差变化率为P1；
6)EDTA碱洗判定：若P1>10％，则增加碱性pH调节剂使得pH至11.5-12.0，再配置1.0-1.5％的EDTA，重复步骤5)；若P1<＝10％，则进入下一步骤；
7)放空晾干：放空晾干前***所有阀门处于关闭状态，打开清洗水箱(QS1)的清洗水箱放空阀门(QS2)排空水箱，打开压力容器进水通气管阀门(M3)、压力容器浓水放空管阀门(M4)，排空膜内水，静置10h；
8)泡沫碱洗：泡沫碱洗前***所有阀门处于关闭状态，清洗水箱(QS1)注入清洗水至40-50％水位，配置0.15-0.2％十二烷基硫磺酸钠，配置碱性pH调节剂调节pH至11.5-12.0，控制清洗水水温在32-35℃；依次打开清洗水箱出口阀(X1)、浓水管前阀门(Y7)、压力容器浓水管阀门(M2)、压力容器进水管阀门(M1)、进水管后阀门(X8)、水箱回流管阀门(Z4)，开启清洗泵(X2)；以120％-150％Q流量循环30min，关闭清洗泵(X2)、进水管后阀门(X8)，5min后打开清洗泵(X2)、进水管后阀门(X8)，以Q流量循环30min，按此方式循环往复，直到循环5小时，循环前后膜元件压差变化率为P2；
9)泡沫碱洗判定：若P2>10％，则增加碱性pH调节剂使得pH至11.5-12.0，再配置1.0-1.5％的EDTA，重复步骤8)；若P2<＝10％，则进入下一步骤；
10)冲洗：同步骤4)；
11)酸洗：清洗水箱(QS1)注入清洗水至最高液位，配置酸性pH调节剂调节pH至2.0-2.5，控制清洗水水温在32-35℃，以Q流量循环2小时，循环前后膜元件压差变化率为P3；
12)酸洗判定：若P3>10％，则增加酸性pH调节剂使得pH至2.0-2.5，重复步骤11)；若P3<＝10％，则进入下一步骤；
13)冲洗：同步骤4)；
14)洗后测试：洗后测试前***所有阀门处于关闭状态，测试水箱(CS1)注入测试水至最高水位，依次打开测试水箱出口阀(Y1)、进水管前阀门(X7)、压力容器进水管阀门(M1)、压力容器浓水管阀门(M2)、浓水管后阀门(Y8)、回流分支管阀门(Z3)，开启测试泵(Y2)，达到膜进水压力，打开取样管上的取样管阀门(M5)，排气、取样，测试记录各支膜的进水流量、浓水流量、产水流量、进水电导、产水电导、水温、进水压力、产水压力、浓水压力。
2.根据权利要求1所述的一种强化反渗透离线清洗测试方法，其特征在于，所述循环前后膜元件压差变化率，即(循环前膜元件压差-循环后膜元件压差)/循环前膜元件压差；所述膜元件压差为进水管过滤器后压力表(X5)读数-回流管压力表(Z1)读数。
3.根据权利要求1所述的一种强化反渗透离线清洗测试方法，其特征在于，所述循环流量Q，即反渗透膜元件设计进水流量的100-150％；所述膜进水压力，即反渗透膜元件设计进水压力的100-130％。
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