关于反渗透卷式膜的目前最先进的物理清洗技术方法论证_孟庆延

2005全国水处理技术研讨会论文集2008年11月离子交换与膜处理关于反渗透卷式膜的目前最先进的物理清洗技术方法论证孟庆延(中国地址调查局水文地质环境地质调查中心,河北保定071051)CWTC一08一073〔摘要〕无论是经典的国内外书籍还是直接对老师的咨询,对于卷式膜的清洗都否定了运用直接反冲洗的方法,原因是直接的一般意义的反冲洗都不可避免的会造成膜的永久损坏.此创造性变相的反冲洗方法实现容易、效果明显、意义重大,并通过实验得到证明.〔关键字〕正洗;反冲洗;变相反冲洗;卷式膜前~各.叫曰口..扣口应用于电力、化工、医疗、石油、饮料、钢铁、电子、市政、环保等行业,既用于生产锅炉补给水和饮用水,淡化海水(规模越来越大),制备电子级超纯水,也用于废水处理、物质回收与浓缩的分离过程等。膜的处理技术是逐渐发展薄来的,是通过膜材料的不断更新和膜的制造工艺的不断提亭和创新使得膜的分布孔径逐步缩小到目前的反渗透膜的先进水平(截留分子量为10-020之间)。膜的价格也在不断下降,趋于市场的合理性。反渗透膜的构造形式中应用最广的反渗透膜的构造形式主要有四种:平板式、管式、中空纤维式和卷式。从组件结构、膜填装密度、膜支撑体、膜清洗、膜更换方式、更换成本、对供水要求、投资费用、运行成本、适合应用领域、膜更换难易等综合实用因数考虑,目前是用卷式膜最合理,实际上也是使用量占绝对大比例的。2现今卷式反渗透膜的清洗方法2.1到目前为止有两种清洗方法2.1.1正洗冲洗水流向为运行时的方向,关闭成品水的出水口,中断反渗透的过程,只通过浓水流道,借水的流动冲力(剪切力)和流速作用下冲去膜层表面上的附着物(垢),但冲不掉阻塞垢,其阻塞垢为最影响膜的透水量、脱盐率和使用寿命的原因。目前被认为是不可逆转的。海南海口2008全国水处理技术研讨会论文集皿恕翩2.1.2化学清洗在反渗透设备正常运行条件下,反渗透膜逐步被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染,这些物质沉积在膜的表面上,需要对膜进行化学清洗。化学清洗需要一定的首次和延续(主要是化学药品)的投资及人工。化学试剂的选用因情况的不同有很多种及配料比。3卷式反渗透膜不能一般意义上反冲洗的原因所谓反冲洗是指冲洗水的进水及流道与正常远行是的水的流向相反,在一定的水的压力下冲开阻塞在膜过滤孔中和表面上的各种污染物垢。是最有效的也是最接近“零成本”的物理清洗方法。但对卷式反渗透膜却不能运用。原因是正常工作状态下是原水在膜之中是相对于产水的外层进水,随着压力的增加而压紧膜体,造成压密指数增加,流水受阻,但不会因压缩而损坏膜体层。所以水压可高达SMPa(80kgc/m,),如海水膜。而反向加水压将使膜层面膨胀。因膜层面相对很大(是膜有效面积和出成水量的主要参数),膜的内部支撑层不可能做的很坚韧,现在的成品卷式反渗透膜的反压承受琢强为.003村力37MaP,即若反冲洗将瞬间涨裂膜层体而彻底损坏。就相当与一张纸,压它不怕,但一神就会裂开。4现研究对卷式反渗透膜进行“变相反冲洗”的价值和意义从膜的进水要求上来讲是绝对不能有损坏、溶解膜的结构材料的物质进入的,也就是说原水是不会损坏膜的。化学清洗的实质是加各种清洗液对膜表面上的结垢物进行置换反应和溶解,而后再正冲洗掉。其效果是肯定的,目的都是保障成水量、脱盐率和延长膜的使用寿命。本人研究的变相反冲洗(暂时用名)一旦在实验中得到证实可行和效果,其意义的确太深远了,其节省的综合价值暂无法计算,尤其对以后打算实验的海水膜显得更加重要。因海水膜的同规格尺寸的价格相对苦咸水膜的近3倍,海水膜的使用寿命就各种品牌的很少有超过soh的,也就是用一个月就不得不更换新的,对海水又是无法软化的。对于水处理设备而言,膜是作为消耗品看待的,耗资是最大的。在保障成水出水率和脱盐率的情况下.延长膜的使用寿命就是创造了价值,不夸张的说延长20%就相当于创造了以亿美圆为计算单位的价值。5变相反冲洗的理论形成本人于今年3月中旬多方证实了卷式反渗透膜的确没有一般意义上的反冲洗。5月中旬去杭州学习、咨询老师、看膜的实物(刨开面),对卷式反渗透膜有了更实质性的了解,产生了可行性的想法对飞机的飞行的基础原理众所周知,飞机在飞行时机翼的结构使得机翼上下层面的空气流速不同,上层空气流速大,上层面压强变低,下层面流速相对低,压强相对高,这样就产生了向上的压力差,而托起了飞机,飞行速度越快压力差越大。本人通过飞机的飞行原理受到启发,将其引入了目前的研究工作中,只是将气体的流动原理,运用在液体的流动原理上。说明图(流程图)如图1所示.·419·208全国水处理技术习卜寸会论文集2008年11月图1卷式反渗透膜原理说明图图1只重原理说明而非卷式反渗透膜的实际结构,(冲洗水出口就是浓水出口)运行状态为:打开水泵,水流进入B区,随压力增加部分水