CN110803746A - 一种连续电去离子膜堆的清洗方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续电去离子膜堆的清洗方法及装置，属于水处理技术领域，包括配药箱、循环加药泵、配药箱排空阀、清洗水箱、清洗水箱排空阀、清洗水泵、保安过滤器、流量计、连续电去离子膜堆、清洗进水阀、浓水进水阀、产水排放阀、浓水排放阀、浓水流量计、清洗液排放阀、清洗液回流阀、第一止回阀、第二止回阀、第一蝶阀及第二蝶阀。本发明的连续电去离子膜堆的清洗方法及装置，用于清洗受到多种综合性污染的连续电去离子膜堆，特别适用于污水再生回用深度处理的连续电去离子膜堆，有利于连续电去离子膜堆恢复产水水质和水量，降低运行压差和运行电压，降低运行能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续电去离子膜堆的清洗方法及装置，属于环保水处理技术领域。
背景技术
连续电去离子(Electrodeionization,EDI)技术，是电渗析与离子交换有机结合形成的一种新型膜分离技术。它将电渗析技术和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。
连续电去离子(Electrodeionization,EDI)设备对进水水质要求较高，通常设在二级反渗透系统之后，取代传统的混床离子交换技术(MB-DI)，生产稳定的超纯水。然而，EDI受进水电导率、浊度、污染指数(SDI)、硬度、总有机碳(TOC)、二氧化碳(CO2)、总阴离子含量(TEA)及工作电压-电流的影响极大，另外，进水温度、pH值、二氧化硅(SiO2)以及氧化物亦对EDI系统运行有影响。
综合以上各方面的分析，EDI进水的水质要求高，一旦水质变差，将会引起膜污染，产水水质下降。尤其当出现进水水质较大波动，未及时发现，或当EDI装置运行时间较长，EDI膜组则会受到颗粒/胶体污堵、无机物污堵、有机物污堵及微生物污堵等污染，从而影响产水水质，导致产水电阻下降。另外，在实际运行过程中，通常并不是某一类污染导致的膜污堵，而是较复杂的综合性污染，目前尚未有专门针对此类工业污水处理EDI装置的清洗方法。
目前，水处理行业内，有一些清洗方法是针对超滤和反渗透污染的，如中国发明专利申请“一种反渗透膜的化学清洗方法”(CN10721916B)公开了一种针对对苯二甲酸(PTA)精制废水反渗透膜污染的清洗方法，清洗效果较好。中国发明专利申请“一种反渗透膜清洗剂及其制备和清洗方法”(CN109971555A)公开了一种反渗透清洗剂，对垃圾渗滤液处理二级反渗透的清洗有明显效果，所述的清洗药剂包括亚硫酸钠(Na2SO3)、氢氧化钠(NaOH)、表面活性剂等，对硫(S)单质、SiO2引起的污染，有较好的去除污染物效果。
然而，EDI膜明显区别于上述两种常见膜产品，超滤和反渗透的清洗方式方法不适用于EDI，甚至会造成EDI的损害，EDI膜对进水水质要求高(至少应是二级反渗透(RO)产水)，并且需要较高浓度的氯化钠对EDI进行再生，对于清洗的化学药品等级也需要引起注意和重视，以免水质或化学药剂加重对EDI膜的伤害。随着EDI在水回用处理及资源化的广泛应用，需要及时开发出一种适合且通用的清洗方法和系统，用于维护EDI的运行，延长其使用寿命。
因此，提供一种连续电去离子膜堆的清洗方法及装置，不同于针对某单类污染物的化学清洗，特别适用于环保水处理领域的连续电去离子膜堆膜装置，对不同污染物具有广泛适用性，可以很好地恢复污染的连续电去离子膜，降低运行压差，延长其使用寿命。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种连续电去离子膜堆的清洗装置，用于清洗受到多种综合性污染的连续电去离子膜堆，特别适用于污水再生回用深度处理的连续电去离子膜堆，有利于降低运行压差和运行电压，恢复产水水质和水量，降低运行能耗。
本发明通过以下技术方案达到的：
一种连续电去离子膜堆的清洗装置，其特征在于：包括配药箱、循环加药泵、配药箱排空阀、清洗水箱、清洗水箱排空阀、清洗水泵、保安过滤器、流量计、连续电去离子膜堆、清洗进水阀、浓水进水阀、产水排放阀、浓水排放阀、浓水流量计、清洗液排放阀、清洗液回流阀、第一止回阀、第二止回阀、第一蝶阀及第二蝶阀；循环加药泵一端通过管道与配药箱相连，另一端通过第一止回阀和管道与清洗水箱相连接；配药箱排空阀设在配药箱底部；清洗水箱底部设有清洗水箱排空阀；清洗水泵一端与清洗水箱通过管道相连接，另一端通过管道和第二止回阀以及第一蝶阀与保安过滤器相连接；保安过滤器通过第二蝶阀、流量计、清洗进水阀、浓水进水阀和管道与连续电去离子膜堆连接；连续电去离子膜堆设有四个端口，分别为进水端、产水端、浓水进水端、浓水出水端；连续电去离子膜堆进水端通过管道与清洗进水阀连接；连续电去离子膜堆浓水进水端通过管道与浓水进水阀相连；连续电去离子膜堆产水段通过管道与产水排放阀相连；连续电去离子膜堆浓水出水端通过管道与浓水排放阀连接；清洗液排放阀通过管道与产水排放阀和浓水排放阀连接；清洗液回流阀一端通过管道与产水排放阀和浓水排放阀连接，另一端通过管道与清洗水箱连接。
优选地，所述配药箱设有搅拌器，保证药剂充分溶解，通过循环加药泵进入清洗水箱。
优选地，所述清洗水箱内设温控加热器，保证清洗药剂温度合适。
优选地，所述清洗水箱设有清洗水箱内部循环阀，清洗水箱内部循环阀一端通过管道和第一蝶阀与清洗水泵相连，另一端通过管道与清洗水箱连接；保证清洗水箱内部药剂充分混匀。
优选地，所述配药箱配制高浓度氯化钠(NaCl)溶液或盐酸(HCl)溶液或者NaOH溶液。
优选地，所述清洗水箱配制质量浓度5％的NaCl溶液，或质量浓度1％～2％的NaOH溶液，或质量浓度1％～2％的HCl溶液。
优选地，所述管道材质为抗酸碱材质，可选用UPVC材质。
优选地，所述清洗水箱的材质为抗酸碱材质，可选用玻璃钢材质。
优选地，所述的循环加药泵、配药箱排空阀、清洗水箱排空阀、清洗水泵、清洗进水阀、浓水进水阀、产水排放阀、浓水排放阀、清洗液排放阀、清洗液回流阀、第一止回阀、第二止回阀、第一蝶阀及第二蝶阀的材质均为耐酸碱盐材质，可选用UPVC、PE等材质。
本发明的另一目的是提供一种连续电去离子膜堆的清洗方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
一种连续电去离子膜堆的清洗方法，其步骤如下：
连续电去离子膜堆的污染程度和触发清洗条件：
a.在温度和流量不变时，淡水侧压差增加50％；
b.在温度和流量不变时，浓水侧压差增加50％；
c.进水条件未变时，产品水水质下降；
d.温度不变时，连续电去离子膜堆中模块的阻抗(电压)增加了25％；
上述条件之一发生，则连续电去离子膜堆应该清洗，其步骤如下：
(1)5％NaCl溶液清洗药剂配制
加入RO产水和固体NaCl，在配药箱中配制高质量浓度的NaCl溶液，采用搅拌器进行搅拌，使NaCl固体充分溶解，高浓度的NaCl溶液经循环加药泵全部进入清洗水箱，清洗水箱中的水温预选加热至25～35℃，通过清洗水泵和清洗水箱内部循环阀将高浓度NaCl溶液与加入的RO产水混合均匀，配制成质量浓度为5％的NaCl溶液，在循环过程中通过温控加热器维持水温在30～45℃；
(2)NaCl溶液清洗
步骤(1)中，配制好的质量浓度5％的NaCl溶液，通过清洗水泵，经保安过滤器过滤后，通过清洗进水阀、浓水进水阀进入连续电去离子膜堆，前5min～8min的NaCl药液不回流进入清洗水箱，经清洗液排放阀直接排放；
(3)NaCl+NaOH复配液配制
在配药箱中配制高浓度的NaOH溶液，采用搅拌器进行搅拌，保证NaOH固体充分溶解，高浓度的NaOH溶液经循环加药泵全部泵入清洗水箱，与剩余的NaCl溶液配制成NaCl+NaOH复配溶液，该复配溶液通过清洗水泵和清洗水箱内部循环阀混合均匀，保证复配液pH>14；
(4)NaCl+NaOH复配液清洗
步骤(3)中，配制好的NaCl+NaOH复配液，通过清洗水泵，经保安过滤器过滤后，通过清洗进水阀、浓水进水阀进入连续电去离子膜堆，复配液进行循环回流，循环时间为1h～4h，循环过程中，通过加热，复配液温度仍然保持在30℃～45℃，循环完成后，浸泡12h～24h，浸泡完成后，继续按上述循环，循环30min，然后排空清洗液，使用连续电去离子膜堆进水(二级RO产水)或连续电去离子膜堆的产水进行冲洗，将连续电去离子膜堆用上述水源冲洗至pH值8～9；
(5)1％～2％HCl溶液清洗药剂配制
在配药箱中配制高浓度的HCl溶液，采用搅拌器进行搅拌，使HCl溶液充分混匀，高浓度HCl溶液经循环加药泵全部进入清洗水箱，打开清洗水箱内部循环阀，关闭保安过滤器进水蝶阀，开启清洗水泵，进行内部循环，将高浓度的HCl溶液与RO产水混匀，配制成质量浓度1％～2％的HCl溶液，此过程不需要进行加热；
(6)HCl溶液清洗
步骤(5)中，配制好的质量浓度1％～2％的HCl溶液通过清洗水泵，经保安过滤器过滤后，通过清洗进水阀、浓水进水阀进入连续电去离子膜堆，在连续电去离子膜堆中循环，通过加酸，保持清洗液的pH值在0.5～1.0，持续循环1h～2h，此过程不需要加热；
(7)连续电去离子膜堆冲洗投产
在清洗水箱中配制质量浓度5％的NaCl溶液，进行冲洗5min～10min后，排空药液，采用连续电去离子膜堆进水或连续电去离子膜堆的产水进行冲洗至pH 5～6，开启连续电去离子膜堆电源，运行连续电去离子膜堆产水，对连续电去离子膜堆再生，初期产水直接排放，直到产水水质达到要求后，清洗完成，投入生产。
优选地，所述的连续电去离子膜堆，在清洗之前，连续电去离子膜堆装置的直流电源处于断开状态。
优选地，所述清洗药剂NaCl为食品级或分析纯级，NaOH为分析纯级，HCl为分析纯级，这三种药品均具有安全稳定且易获得等特征，防止和避免了清洗药剂中的杂质和胶体颗粒对连续电去离子膜堆膜的损伤，加重膜污染。
优选地，所述清洗水箱进水采用RO产水或连续电去离子膜堆产水。
优选地，所述清洗水箱内部循环阀为抗酸碱的手动球阀。
优选地，所述的质量浓度5％的NaCl溶液的清洗流量为40～60％的连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量(20～30％连续电去离子膜堆标准产水量)。
优选地，所述NaCl+NaOH复配液清洗，清洗循环流量为连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量(50％连续电去离子膜堆标准产水量)。
优选地，所述1％～2％的HCl溶液清洗过程，其循环流量为连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量(50％连续电去离子膜堆标准产水量)。
优选地，所述的连续电去离子膜堆冲洗过程，其冲洗流量为连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量(50％连续电去离子膜堆标准产水量)。
有益效果：
在环保行业污水处理回用领域，连续电去离子膜堆的污染防治还处于空白阶段，本发明及时提供了一种行之有效的连续电去离子膜堆清洗方法和清洗装置，不同于单一的化学清洗，本发明对于连续电去离子膜堆的胶体和无机污染、有机物污染、微生物污染，均有很好的恢复效果，具有广泛适用性；对于综合性的污染，本发明的清洗方法，清洗能力强，去污效果好，对连续电去离子膜堆的运行压差和运行电压、产水水质恢复良好。
下面通过附图和具体实施案例对本发明做进一步描述，但本发明的实施方式不限于此。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释发明，并非为了限定本发明专利。
附图说明
图1为本发明的连续电去离子膜堆的清洗装置的结构示意图。
主要附图标记说明：
1配药箱 2循环加药泵
3清洗水箱 4清洗水泵
5保安过滤器 6连续电去离子膜堆
7-1清洗进水阀 7-2浓水进水阀
7-3产水排放阀 7-4浓水排放阀
8-1配药箱排空阀 8-2清洗水箱排空阀
8-3清洗液排放阀 8-4清洗液回流阀
9搅拌器 10温控加热器
11清洗水箱内部循环阀 12-1第一止回阀
12-2第二止回阀 13-1第一蝶阀
13-2第二蝶阀 14流量计
15浓水流量计
具体实施案例
下面具体实施例中的零部件等，如无特殊说明，均为常规的零部件，除非特别说明，本发明专利所用零部件均可通过市售获得。
实施例1
如图1所示，为本发明的连续电去离子膜堆的清洗装置的结构示意图，其中，1为配药箱，2为循环加药泵，8-1为配药箱排空阀，3为清洗水箱(含温控加热)，8-2为清洗水箱排空阀，4为清洗水泵，11为清洗水箱内部循环阀，5为保安过滤器，14为流量计，6为连续电去离子膜堆，7-1为清洗进水阀，7-2为浓水进水阀，7-3为产水排放阀，7-4为浓水排放阀，15为浓水流量计，8-3为清洗液排放阀，8-4为清洗液回流阀，9为搅拌器，10为温控加热器，12-1为第一止回阀，12-2为第二止回阀，13-1为第一蝶阀，13-2为第二蝶阀；本发明的连续电去离子膜堆的清洗装置包括配药箱1、循环加药泵2、配药箱排空阀8-1、清洗水箱3(含温控加热)、清洗水箱排空阀8-2、清洗水泵4、清洗水箱内部循环阀11、保安过滤器5、流量计14、连续电去离子膜堆6、清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2、产水排放阀7-3、浓水排放阀7-4、浓水流量计15、清洗液排放阀8-3、清洗液回流阀8-4、搅拌器9、温控加热器10、第一止回阀12-1、第二止回阀12-2、第一蝶阀13-1和第二蝶阀13-2；循环加药泵2一端通过管道与配药箱1相连，另一端通过第一止回阀12-1和管道与清洗水箱3的上部相连接；配药箱1设有搅拌器9，配药箱排空阀8-1设置在配药箱1的底部；清洗水箱3内设温控加热器10，清洗水箱3的底部设有清洗水箱排空阀8-2；清洗水泵4的一端与清洗水箱3的下部通过管道相连接，另一端通过第二止回阀12-2和和第一蝶阀13-1以及管道与保安过滤器5相连接；清洗水箱内部循环阀11一端通过管道与清洗水箱3的上部相连接，另一端分别通过管道和二止回阀12-2与清洗水泵4相连，并通过第一蝶阀13-1与保安过滤器5相连接；保安过滤器5通过第二蝶阀13-2、流量计14、清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2和管道与连续电去离子膜堆6连接；连续电去离子膜堆6设有四个端口，分别为进水端、产水端、浓水进水端、浓水出水端；连续电去离子膜堆6的进水端通过管道与清洗进水阀7-1连接；连续电去离子膜堆6的浓水进水端通过管道与浓水进水阀7-2相连；连续电去离子膜堆6的产水端通过管道与产水排放阀7-3相连；连续电去离子膜堆6的浓水出水端通过管道与浓水排放阀7-4连接；清洗液排放阀8-3和清洗液回流阀8-4通过管道与产水排放阀7-3相连接，并通过浓水流量计15与浓水排放阀7-4连接；清洗液回流阀8-4的另一端通过管道与清洗水箱3连接；配制药液时，向清洗水箱3中投加RO产水或EDI产水；配药箱1中投加RO产水和药剂。
本发明的连续电去离子膜堆的清洗装置的应用：
应用实施例1
某钢厂综合废水进入厂区内的污水处理，对废水进行深度处理回用，主要工艺为预处理+超滤+一级RO+二级反渗透+连续电去离子膜堆。连续电去离子膜堆装置共3套，设计单套产水量为60m3/h，目前运行时间约2年。
主要问题：1#与2#连续电去离子膜堆运行时间较长，其运行电压和淡水侧压差均有明显上升，其中尤其以2#连续电去离子膜堆的运行压差最高。
表2#连续电去离子膜堆运行情况记录
2#连续电去离子膜堆的运行有1年多时间，其产水水质一直很稳定，产水流量恒定与直流电流恒定运行下，运行电压有明显升高，根据所述的清洗条件判断中：淡水压差由0.16上升至0.36MPa，淡水压差已经上升超过50％，运行电压也上升50％，应该进行清洗。
导致压差高的可能原因是：1)连续电去离子膜堆膜被氧化；2)膜污染；由于连续电去离子膜堆产水水质好，排除被氧化的可能性；膜污染方面，由于运行时间较长且连续电去离子膜堆采用的是污水深度处理回用后的产水，初步分析判断应该是综合性的污染，采用本发明的连续电去离子膜堆的清洗装置，对2#连续电去离子膜堆进行清洗。
连续电去离子膜堆清洗流程包括如下步骤：
(1)5％NaCl清洗药剂配制
在配药箱1中配制质量浓度为20％NaCl(食品级)溶液，采用搅拌器9进行搅拌，使NaCl固体充分溶解，将质量浓度的20％NaCl溶液经循环加药泵2全部进入清洗水箱3，清洗水箱3中的水温预先加热至35℃，通过清洗水泵4和清洗水箱内部循环阀11将质量浓度20％NaCl溶液与RO产水混合均匀，配制成质量浓度为5％的NaCl溶液，此时清洗水箱中5％NaCl溶液为10m3，在循环过程中通过温控加热器10维持水温在30℃～45℃；
(2)NaCl溶液清洗
步骤(1)中，配制好的质量浓度5％的NaCl溶液通过清洗水4泵，经保安过滤器5过滤后，通过清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2进入连续电去离子膜堆，前5min的NaCl药液不回流进入清洗水箱3，经清洗液排放阀8-3直接排放，剩余的质量浓度5％的NaCl溶液在膜堆中冲洗回流，冲洗流量为50m3/h；此时，清洗水箱中的冲洗回流的NaCl溶液的量为5m3；
(3)NaCl+NaOH复配液配制
在配药箱1中配制质量浓度为40％的NaOH溶液，采用搅拌器9进行搅拌，保证NaOH固体充分溶解，40％NaOH溶液经循环加药泵2全部泵入清洗水箱3，与剩余的质量浓度5％NaCl溶液配制成NaCl+NaOH复配溶液，此时清洗水箱中的复配溶液为10m3，该复配溶液通过清洗水泵4和清洗水箱内部循环阀11将其混合均匀，保证复配液pH>14；
(4)NaCl+NaOH复配液清洗
步骤(3)中，配制好的NaCl+NaOH复配溶液，通过清洗水泵4，经保安过滤器5过滤后通过清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2进入连续电去离子膜堆，清洗液进行循环回流，循环时间为3h，其循环清洗流量为90m3/h，循环过程中，通过加热，清洗水温仍然保持在30℃～45℃，循环完成后浸泡16h，药液浸泡完成后，继续按上述循环流量，循环30min，然后排空清洗液，使用连续电去离子膜堆进水(二级RO产水)进行冲洗，将连续电去离子膜堆，用上述水源冲洗至pH值8～9；
(5)2％HCl清洗药剂配制
在配药箱1中配制质量浓度为20％的HCl溶液，采用搅拌器9进行搅拌，使HCl溶液充分混匀，20％HCl溶液经循环加药泵2全部进入清洗水箱3，此时清洗水箱中HCl溶液量为10m3，打开清洗水箱内部循环阀11，关闭保安过滤器5进水的第一蝶阀13-1，开启清洗水泵4，进行内部循环，将20％的HCl溶液与RO产水混匀，配制成质量浓度2％的HCl溶液，此过程不需要进行加热；
(6)HCl溶液清洗
步骤(5)中，配制好的质量浓度2％的HCl溶液，通过清洗水泵4，经保安过滤器5过滤后，通过清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2进入连续电去离子膜堆，在连续电去离子膜堆中循环，循环流量为90m3/h，通过加酸，保持清洗液的pH值在0.5～1.0，持续循环1～2h，此过程不需要加热清洗液；
(7)连续电去离子膜堆冲洗投产
按照步骤(1)中NaCl溶液配制方法，在清洗水箱3中配制质量浓度5％的NaCl溶液，进行冲洗5min～10min后，排空药液，采用连续电去离子膜堆进水进行冲洗至pH 5～6，冲洗流量同上步循环流量(90m3/h)；清洗结束后，开通连续电去离子膜堆的电源，运行连续电去离子膜堆产水，对连续电去离子膜堆再生，再生12h后，进水与产水压差恢复至0.2MPa，运行压差也恢复至110V，产水电阻达到18.0MΩ，说明2#连续电去离子膜堆基本上已经得到完全恢复，运行一个月后压差和水质仍然稳定。
应用实施例2
某钢厂再生水厂，采用其污水厂的达标排放水，进行再生回用，基本工艺为超滤+一级RO+二级RO+连续电去离子膜堆。连续电去离子膜堆装置1套，运行约1年时间，压差和电压均有上升。
表1#连续电去离子膜堆运行情况记录
1#连续电去离子膜堆的运行已经有1年多时间，其产水水质稳定，淡水侧压差和运行电压显著升高，淡水压差由0.18MPa涨至0.34MPa，根据本发明中所述的判断条件，应进行清洗。采用本发明所述的清洗方法和清洗装置系统，对1#连续电去离子膜堆进行清洗。
连续电去离子膜堆清洗流程包括如下步骤：
(1)5％NaCl清洗药剂配制
在配药箱1中配制质量浓度20％的NaCl(食品级)溶液，采用搅拌器9进行搅拌，使NaCl固体充分溶解，20％的NaCl溶液经循环加药泵2全部进入清洗水箱3，清洗水箱3中的水温预选加热至35℃，通过清洗水泵4和清洗水箱内部循环阀11将20％NaCl溶液与RO产水混合均匀，配制成质量浓度为5％的NaCl溶液，此时清洗水箱中NaCl溶液为10m3，在循环过程中通过温控加热器10维持水温在30℃～45℃；
(2)NaCl溶液清洗
步骤(1)中，配制好的质量浓度5％的NaCl溶液通过清洗水泵4，经保安过滤器5过滤后通过清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2进入连续电去离子膜堆，前6min的NaCl药液不回流进入清洗水箱3，经清洗液排放阀8-3直接排放，剩余NaCl溶液在膜堆中冲洗回流，冲洗流量为80m3/h；此时，清洗水箱中的冲洗回流的NaCl溶液的量为4m3；
(3)NaCl+NaOH复配液配制
在配药箱1中配制质量浓度为30％的NaOH溶液，采用搅拌器9进行搅拌，保证NaOH固体充分溶解，30％的NaOH溶液经循环加药泵2全部泵入清洗水箱3，与剩余的5％NaCl溶液配制成NaCl+NaOH复配溶液，此时清洗水箱中的复配溶液为10m3，该复配溶液通过清洗水泵4和清洗水箱内部循环阀11将其混合均匀，保证复配液pH>14；
(4)NaCl+NaOH复配液清洗
步骤(3)中，配制好的NaCl+NaOH复配液通过清洗水泵4，经保安过滤器5过滤后通过清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2进入连续电去离子膜堆6，清洗液进行循环回流，循环时间为2h，其循环清洗流量为140m3/h，循环过程中，通过加热，清洗水温仍然保持在30～45℃，循环完成后浸泡12h，药液浸泡完成后，继续按上述循环流量，循环30min，然后排空清洗液，采用使用连续电去离子膜堆进水(二级RO产水)进行冲洗，将膜堆用上述水源冲洗至pH值8～9；
(5)1.5％HCl清洗药剂配制
在配药箱1中配制质量浓度为15％的HCl溶液，采用搅拌器9进行搅拌，使HCl溶液充分混匀，15％的HCl溶液经循环加药泵2全部进入清洗水箱3，此时清洗水箱中HCl溶液量为10m3，打开清洗水箱内部循环阀11，关闭保安过滤器5进水蝶阀13-1，开清洗水泵4进行内部循环，将15％的HCl溶液与RO产水混匀，配制成质量浓度1.5％的HCl溶液，此过程不需要进行加热；
(6)HCl溶液清洗
步骤(5)中，配制好的质量浓度1.5％的HCl溶液通过清洗水泵4，经保安过滤器5过滤后通过清洗进水阀7-1、浓水进水阀7-2进入连续电去离子膜堆6，在膜堆中循环，循环流量为140m3/h，通过加酸保持清洗液的pH值在0.5～1.0，持续循环1～2h，此过程不需要加热清洗液；
(7)连续电去离子膜堆冲洗投产
按照步骤(1)中NaCl溶液配制方法，在清洗水箱3中配制5％NaCl溶液进行冲洗10min后，排空药液，采用连续电去离子膜堆进水进行冲洗至pH 5～6，冲洗流量同上步循环流量；清洗结束后开通连续电去离子膜堆电源，运行连续电去离子膜堆产水，对连续电去离子膜堆再生，再生8h后，进水与产水压差恢复至0.22MPa，运行压差也恢复至100V，产水电阻达到17.5MΩ，说明连续电去离子膜堆基本上已经得到完全恢复，运行一个月后压差和水质仍然稳定。
所述的清洗药剂为NaCl为食品级或分析纯级，NaOH为分析纯级，HCl为分析纯级，这三种药品均具有安全稳定且易获得等特征，防止和避免了清洗药剂中的杂质和胶体颗粒对连续电去离子膜堆膜的损伤，加重膜污染。
本发明的连续电去离子膜堆的清洗装置，用于清洗受到多种综合性污染的连续电去离子膜堆，特别适用于污水再生回用深度处理的连续电去离子膜堆，有利于降低运行压差和运行电压，恢复产水水质和水量，降低运行能耗。
Claims (10)
1.一种连续电去离子膜堆的清洗装置，其特征在于：包括配药箱、循环加药泵、配药箱排空阀、清洗水箱、清洗水箱排空阀、清洗水泵、保安过滤器、流量计、连续电去离子膜堆、清洗进水阀、浓水进水阀、产水排放阀、浓水排放阀、浓水流量计、清洗液排放阀、清洗液回流阀、第一止回阀、第二止回阀、第一蝶阀及第二蝶阀；循环加药泵一端通过管道与配药箱相连，另一端通过第一止回阀和管道与清洗水箱相连接；配药箱排空阀设在配药箱底部；清洗水箱底部设有清洗水箱排空阀；清洗水泵一端与清洗水箱通过管道相连接，另一端通过管道和第二止回阀以及第一蝶阀与保安过滤器相连接；保安过滤器通过第二蝶阀、流量计、清洗进水阀、浓水进水阀和管道与连续电去离子膜堆连接；连续电去离子膜堆设有四个端口，分别为进水端、产水端、浓水进水端、浓水出水端；连续电去离子膜堆进水端通过管道与清洗进水阀连接；连续电去离子膜堆浓水进水端通过管道与浓水进水阀相连；连续电去离子膜堆产水段通过管道与产水排放阀相连；连续电去离子膜堆浓水出水端通过管道与浓水排放阀连接；清洗液排放阀通过管道与产水排放阀和浓水排放阀连接；清洗液回流阀一端通过管道与产水排放阀和浓水排放阀连接，另一端通过管道与清洗水箱连接。
2.如权利要求1所述的连续电去离子膜堆清洗装置，其特征在于：所述配药箱设有搅拌器。
3.如权利要求2所述的连续电去离子膜堆清洗装置，其特征在于：所述清洗水箱内设温控加热器。
4.如权利要求3所述的连续电去离子膜堆清洗装置，其特征在于：所述清洗水箱设有清洗水箱内部循环阀，清洗水箱内部循环阀一端通过管道和第一蝶阀与清洗水泵相连，另一端通过管道与清洗水箱连接。
5.如权利要求4所述的连续电去离子膜堆清洗装置，其特征在于：在所述配药箱配制质量浓度10％～20％的NaCl溶液或10％～30％的HCl溶液或者10％～50％的NaOH溶液；在所述清洗水箱配制质量浓度5％的NaCl溶液，或质量浓度1％～2％的NaOH溶液，或质量浓度1％～2％的HCl溶液。
6.如权利要求5所述的连续电去离子膜堆清洗装置，其特征在于：所述管道材质为抗酸碱材质；所述清洗水箱的材质为抗酸碱材质；所述的循环加药泵、配药箱排空阀、清洗水箱排空阀、清洗水泵、清洗进水阀、浓水进水阀、产水排放阀、浓水排放阀、清洗液排放阀、清洗液回流阀、第一止回阀、第二止回阀、第一蝶阀及第二蝶阀的材质均为耐酸碱盐材质。
7.如权利要求1-6中任一项所述的连续电去离子膜堆的清洗装置的应用，用于连续电去离子膜堆清洗，其步骤如下：
(1)NaCl清洗药剂配制
在配药箱中配制质量浓度10％～20％的NaCl溶液，采用搅拌器进行搅拌，使NaCl固体充分溶解，10％～20％的NaCl溶液经循环加药泵全部进入清洗水箱，清洗水箱中的水温预选加热至25℃～35℃，通过清洗水泵和清洗水箱内部循环阀，将10％～20％的NaCl溶液与RO产水混合均匀，配制成质量浓度为5％的NaCl溶液，在循环过程中通过温控加热器维持水温在30～45℃；
(2)NaCl溶液清洗
步骤(1)中，配制好的质量浓度5％的NaCl溶液，通过清洗水泵，经保安过滤器过滤后，通过清洗进水阀、浓水进水阀进入连续电去离子膜堆，前5min～8min的NaCl药液不回流进入清洗水箱，经清洗液排放阀直接排放；
(3)NaCl+NaOH复配液配制
在配药箱中配制质量浓度为10％～50％的NaOH溶液，采用搅拌器进行搅拌，保证NaOH固体充分溶解，10％～50％的NaOH溶液经循环加药泵全部泵入清洗水箱，与剩余的质量浓度5％的NaCl溶液，配制成NaCl+NaOH复配溶液，该复配溶液通过清洗水泵和清洗水箱内部循环阀将其与RO产水混合均匀，保证复配液pH>14；
(4)NaCl+NaOH复配液清洗
步骤(3)中，配制好的NaCl+NaOH复配液，通过清洗水泵，经保安过滤器过滤后，通过清洗进水阀、浓水进水阀进入连续电去离子膜堆，清洗液进行循环回流，循环时间为1h～4h，循环过程中，通过加热，清洗水温仍然保持在30～45℃，循环完成后，浸泡12h～24h，药液浸泡完成后，继续按上述循环，循环30min，然后排空清洗液，使用连续电去离子膜堆进水(二级RO产水)或连续电去离子膜堆的产水进行冲洗，将连续电去离子膜堆，用上述水源冲洗至pH值8～9；
(5)1％～2％HCl清洗药剂配制
在配药箱中配制质量浓度为10％～30％的HCl溶液，采用搅拌器进行搅拌，使HCl溶液充分混匀，10％～30％的HCl溶液经循环加药泵全部进入清洗水箱，开清洗水箱内部循环阀门，关保安过滤器进水蝶阀，开清洗泵，进行内部循环，将10％～30％的HCl溶液与RO产水混匀，配制成质量浓度1～2％的HCl溶液；此过程不需要进行加热；
(6)HCl溶液清洗
步骤(5)中，配制好的质量浓度1～2％的HCl溶液通过清洗水泵，经保安过滤器过滤后，通过清洗进水阀、浓水进水阀进入连续电去离子膜堆，在连续电去离子膜堆中循环，通过加酸，保持清洗液的pH值在0.5～1.0，持续循环1h～2h，此过程不需要加热；
(7)连续电去离子膜堆冲洗投产
按照步骤(1)中NaCl溶液的配制方法，在清洗水箱中配制质量浓度为5％的NaCl溶液，进行冲洗5min～10min后，排空药液，采用连续电去离子膜堆进水或连续电去离子膜堆的产水进行冲洗至pH 5～6，开通连续电去离子膜堆电源，运行连续电去离子膜堆产水，对连续电去离子膜堆再生，初期产水直接排放，直到产水水质达到要求后，清洗完成，投入生产。
8.如权利要求7所述的连续电去离子膜堆的清洗装置的应用，其特征在于：所述的连续电去离子膜堆的污染程度和触发清洗条件为：a)在温度和流量不变时，淡水侧压差增加50％；b)在温度和流量不变时，浓水侧压差增加50％；c)进水条件未变时，产品水水质下降；d)温度不变时，连续电去离子膜堆的模块的阻抗增加了25％。
9.如权利要求8所述的连续电去离子膜堆的清洗装置的应用，其特征在于：所述的连续电去离子膜堆在清洗之前，连续电去离子膜堆装置的直流电源处于断开状态。
10.如权利要求9所述的连续电去离子膜堆的清洗装置的应用，其特征在于：所述的清洗药剂NaCl为食品级或分析纯级，NaOH为分析纯级，HCl为分析纯级；清洗水箱进水采用RO产水或连续电去离子膜堆产水；所述质量浓度5％的氯化钠溶液的清洗流量为40～60％的连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量；所述的氯化钠+氢氧化钠复配液清洗，清洗循环流量为连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量；所述的1％～2％的盐酸溶液清洗过程，其循环流量为连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量；所述的连续电去离子膜堆冲洗过程，其冲洗流量为连续电去离子膜堆淡水产量+浓水流量。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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