A tecnologia de membranas de osmose reversa (OR) tem sido amplamente aplicada em campos como dessalinização de água do mar, tratamento de águas residuais e reutilização de águas residuais industriais. No entanto, o entupimento da membrana permanece um fator crítico que limita a operação estável a longo prazo dos sistemas de osmose reversa.
Durante a operação, as membranas de osmose reversa são submetidas a "ataques" de vários contaminantes, que incluem principalmente: - Depósitos inorgânicos (como incrustações de cálcio e magnésio): Estes podem obstruir os poros da membrana, reduzindo a eficiência da produção de água. - Contaminantes orgânicos (como microrganismos e graxa): Estes podem bloquear a superfície da membrana, diminuindo a eficiência da filtração. - Partículas coloidais: Estas podem obstruir os poros da membrana, diminuindo o desempenho da membrana. Esses contaminantes aderem à superfície da membrana, levando à degradação gradual do desempenho. Portanto, a limpeza regular é essencial.
Durante o processo de limpeza, as pessoas frequentemente enfrentam um dilema: a membrana de osmose reversa deve ser lavada com ácido ou com álcali primeiro? Esta questão impacta diretamente a eficácia da limpeza e a vida útil da membrana. Se a sequência estiver incorreta, não só o efeito de limpeza será ruim, mas também poderá acelerar o desgaste da membrana e, em casos extremos, até mesmo exigir a substituição do módulo de membrana.
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01
Formas Comuns de Lavagem de Membrana
Opção 1
Foi utilizada uma solução mista de 0,2% de hipoclorito de sódio (NaClO) e 0,1% de hidróxido de sódio (NaOH), adequada para remover o entupimento da membrana causado por matéria orgânica e microrganismos ativos.
Opção 2
Uma solução de ácido cítrico a 1%-2% ou uma solução de ácido clorídrico (HCl) a 0,4%, adequada para remover contaminação por ferro e bloqueios causados por cristalização de carbonato.
Opção 3
Uma solução mista de 0,3% de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e 0,3% de hidróxido de sódio (NaOH) é adequada para limpar o entupimento do módulo de membrana causado por caldo de fermentação de ácido glutâmico.
Opção 4
Uma solução aquosa de ácido nítrico (HNO3) a 0,5%, adequada para remover bloqueios de fosfato de chumbo em módulos de membrana causados durante o processo de tratamento de tinta eletroforética (esta etapa de limpeza deve ser realizada após outros procedimentos rotineiros de limpeza química).
Opção Cinco
Solução de formaldeído a 1%, adequada para limpeza de contaminação bacteriana de módulos de membrana de ultrafiltração.
Opção Sete
9% de dodecilbenzenossulfonato de sódio, 9% de surfactante, 0,4% de hidróxido de sódio (NaOH), 0,15% de carbonato de sódio anidro, 11% de fosfato de sódio, 10% de silicato de sódio. O valor de pH deve ser rigorosamente controlado durante o processo de limpeza. Alguns módulos de membrana são sensíveis a soluções de limpeza de pH alto, portanto, escolha com cuidado. Esta solução é usada principalmente para remover o entupimento da membrana causado por águas residuais oleosas.
Opção Oito
20% de ácido sulfúrico (H2SO4), esta solução é usada principalmente para remover contaminação causada por cristalização de incrustações de silício.
Opção 9
3% de ácido fosfórico (H3PO4), 0,5% de etilenodiaminotetraacetato dissódico, esta solução é usada principalmente para remover o entupimento da membrana causado por contaminantes de proteína e óleo.
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Precauções para Limpeza Química
Água para Preparação do Agente de Limpeza
Água amolecida ou água de produto, livre de metais pesados, cloro residual ou outros oxidantes
Dosagem do agente de limpeza
Cada elemento de 8 polegadas: 40-80 litros (dependendo do nível de sujeira)
Cada elemento de 4 polegadas: 10-20 litros (dependendo do nível de sujeira)
Pressão de operação de limpeza
Pressão mais baixa (0,1-0,3 MPa), geralmente não excedendo 0,4 MPa
Taxa de fluxo de limpeza
Cada vaso de pressão de 8 polegadas: 6-9 m³/hr
Cada vaso de pressão de 4 polegadas: 1,8-2,3 m³/hr
Temperatura da solução de limpeza
O mais alta possível, mas a temperatura máxima é de 45°C. Geralmente é definida entre 30-35°C. Se a temperatura da solução de limpeza exceder 45°C, equipamentos de resfriamento devem ser instalados
Tipo de Limpeza
Cada vaso de pressão passa alternadamente por recirculação e imersão
Período do ciclo
Recomenda-se fazer a cada 0,5-1 hora (repetir 2-3 vezes)
Tempo de imersão
2-24 horas (dependendo do grau de sujeira)
Método de limpeza
É melhor realizar limpeza segmentada
Tempo de limpeza
Mínimo de 1-2 horas, dependendo do nível de contaminação e do método de limpeza utilizado
O princípio e o propósito da lavagem ácida e alcalina: 1. Lavagem ácida: Propósito: A lavagem ácida é usada principalmente para remover depósitos de sal inorgânico na superfície das membranas, como carbonato de cálcio, óxido de ferro, etc. Princípio: Soluções ácidas (como ácido cítrico, ácido nítrico, etc.) dissolvem depósitos de sal ou os convertem em substâncias solúveis, fazendo com que os depósitos de sal inorgânico se desprendam da superfície da membrana. Medicamentos comuns: ácido cítrico, ácido nítrico, ácido clorídrico. 2. Lavagem alcalina: Propósito: A lavagem alcalina é usada principalmente para remover poluição orgânica e biológica. Princípio: Soluções alcalinas (como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, etc.) podem saponificar óleo, decompor matéria orgânica e remover poluição orgânica e biológica dissolvendo polímeros extracelulares de microrganismos. Produtos químicos comuns: Hidróxido de sódio, fosfato trissódico, hipoclorito de sódio (baixa concentração, especificamente para contaminação microbiana). A otimização da sequência de lavagem ácida e alcalina para limpeza de membranas de osmose reversa geralmente inclui duas etapas: lavagem ácida e lavagem alcalina. A lavagem ácida é usada principalmente para remover depósitos de sal inorgânico, como carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, óxidos de ferro, etc; Lavagem alcalina: usada principalmente para remover matéria orgânica e poluição biológica, como óleo, muco microbiano, etc. Cenário 1: Primeiro ácido, depois alcalino Prioridade da lavagem ácida: Remover incrustações inorgânicas: Incrustações de sal inorgânico são geralmente o principal fator que causa cobertura e bloqueio da superfície da membrana. Se a lavagem ácida for realizada primeiro, essas camadas de incrustação dura podem ser removidas efetivamente, tornando o processo de lavagem alcalina subsequente mais eficaz.
Lavagem alcalina de acompanhamento: Remover completamente a matéria orgânica: Após a lavagem ácida, a incrustação de sal inorgânico na superfície da membrana foi removida, e a matéria orgânica residual e o biofilme podem ser expostos e reagir mais efetivamente com a solução alcalina para obter um melhor efeito de limpeza. Cenário 2: Primeiro alcalino, depois ácido-base Lavagem. A primeira solução alcalina pode decompor efetivamente a matéria orgânica e a sujeira microbiana, reduzindo os obstáculos para a lavagem ácida subsequente. Esta etapa pode tornar a superfície da membrana mais limpa, permitindo que a solução ácida entre em melhor contato com os depósitos inorgânicos e garanta um melhor efeito de limpeza.
Lavagem ácida seguida por: O propósito da lavagem ácida é remover depósitos inorgânicos. Devido à remoção de poluição orgânica pela lavagem alcalina, os agentes de limpeza ácidos podem atuar diretamente sobre os sais inorgânicos, obtendo melhores efeitos de desincrustação.
05 Processo de operação de lavagem ácida e alcalina
1. Desligamento e esvaziamento do sistema: Desligue o sistema de osmose reversa, esvazie a água de entrada dos componentes da membrana e certifique-se de que toda a água e resíduos sejam drenados. Antes de iniciar a limpeza química, enxágue o sistema de membrana com água limpa para remover contaminantes soltos na superfície da membrana e reduzir o consumo de agentes químicos.
2. Prepare uma solução de limpeza alcalina (como solução de hidróxido de sódio) com concentração de 0,5-1%, e controle a temperatura da solução de limpeza em 30-40 °C. Circule a solução de limpeza alcalina pelo módulo de membrana por 30-60 minutos, dependendo do grau de contaminação. Durante o processo de limpeza, é necessário manter uma taxa de fluxo e pressão uniformes para evitar danos à membrana. Após a lavagem alcalina, enxágue completamente o módulo de membrana com água limpa para garantir que toda a solução alcalina seja descarregada e enxágue até que o valor de pH do efluente esteja próximo do neutro (cerca de 7).
3. Prepare uma solução de limpeza ácida (como solução de ácido cítrico ou ácido oxálico) com concentração de 1-2% durante o processo de decapagem e controle a temperatura em 25-35 °C. Circule a solução de limpeza ácida pelo módulo de membrana por 30-60 minutos, ajustando de acordo com o grau de depósitos inorgânicos. Durante o processo de lavagem ácida, observe regularmente o efeito de limpeza do sistema de membrana para garantir que os poluentes inorgânicos (como carbonato de cálcio e óxidos de ferro) sejam removidos efetivamente. Após a lavagem ácida, enxágue o sistema de membrana com água limpa novamente para garantir que os resíduos ácidos sejam completamente removidos e enxágue até que o valor de pH do efluente retorne ao neutro.
4. Após a conclusão da inspeção e limpeza, verifique a operação do sistema para garantir que os componentes da membrana estejam limpos e restaure a taxa normal de produção de água. Realize testes de rotina no sistema para confirmar que o desempenho de filtração da membrana voltou ao normal e a qualidade do efluente atende ao padrão.
