Trong điều kiện làm việc của màng RO bị ô nhiễm bởi các chất ô nhiễm tổng hợp bao gồm cặn vô cơ, chất hữu cơ và tảo, trình tự làm sạch tiêu chuẩn công nghiệp thống nhất là rửa axit trước tiên (để loại bỏ cặn cứng vô cơ), sau đó là rửa kiềm (để loại bỏ chất keo, chất hữu cơ và tảo). Trình tự ngược lại (rửa bằng kiềm trước sau đó rửa bằng axit) đều bị nghiêm cấm. Quy tắc này bắt nguồn từ các đặc tính hóa lý của chất gây ô nhiễm, cơ chế phản ứng hóa học và yêu cầu bảo vệ màng. Các nguyên tắc chi tiết và mối nguy hiểm của việc làm sạch ngược được trình bày dưới đây.
I. Sự cần thiết phải rửa axit trước khi rửa kiềm
1.1 Chức năng cốt lõi của rửa axit: Loại bỏ tắc nghẽn cứng trên bề mặt màng
Trong quá trình vận hành màng RO, các cặn vô cơ (canxi cacbonat, canxi sunfat, silicat, v.v.) ưu tiên bao phủ và đóng cặn bề mặt màng và các kênh dòng chảy, đồng thời bao bọc các chất keo, chất hữu cơ và chất nhờn vi sinh vật bị mắc kẹt bên dưới lớp cặn.
Dung dịch làm sạch có tính axit hòa tan cặn vô cơ cứng, làm thông thoáng các lỗ màng và đường dẫn dòng chảy, đồng thời phá vỡ lớp phủ cặn dày đặc, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập và loại bỏ các chất ô nhiễm mềm bằng dung dịch làm sạch kiềm tiếp theo.
1.2 Chức năng cốt lõi của giặt kiềm: Loại bỏ hoàn toàn chất bẩn mềm nằm sâu
Chất nhờn keo, chất hữu cơ và tảo được phân loại là chất gây ô nhiễm mềm, chủ yếu bám vào bề mặt màng và các khoảng trống trong các lớp cặn. Sau khi rửa axit để loại bỏ cặn và làm sạch các kênh bề mặt của màng, dung dịch tẩy rửa kiềm oxy hóa có thể tiếp xúc hoàn toàn với chất nền màng và các lỗ sâu. Nó oxy hóa và phân hủy triệt để các chất hữu cơ, loại bỏ các hạt keo còn sót lại và tiêu diệt bào tử tảo để đạt được hiệu quả làm sạch hoàn toàn.
1.3 Phù hợp với cấu trúc phân lớp tự nhiên của ô nhiễm hỗn hợp trong hoạt động thực tế
Các chất ô nhiễm tổng hợp trong các hệ thống thực tế tạo thành cấu trúc phân lớp: chất nhờn hữu cơ ở lớp trên và cặn cứng vô cơ bám chặt vào bề mặt màng ở phía dưới. Chỉ bằng cách phá vỡ lớp cặn cứng bên dưới thông qua quá trình rửa axit trước đó, các chất gây ô nhiễm mềm trên bề mặt mới có thể được loại bỏ tận gốc mà không còn chất ô nhiễm còn sót lại.
II. Những hạn chế nghiêm trọng của việc làm sạch ngược (rửa bằng kiềm trước, sau đó rửa bằng axit)
2.1 Sự nén chặt và đông đặc của các chất ô nhiễm mềm gây ra sự tắc nghẽn sâu không thể khắc phục được
Nếu tiến hành rửa kiềm trước, lớp cặn vô cơ dày đặc và cứng trên màng vẫn còn nguyên vẹn, ngăn không cho dung dịch kiềm thấm qua cặn để đến bề mặt màng. Trong khi đó, áp suất tuần hoàn trong quá trình rửa kiềm sẽ nén các chất keo mềm, chất hữu cơ và chất nhờn của tảo dưới áp suất cao, ép chúng vào các lỗ màng và các kẽ hở cặn. Các chất gây ô nhiễm mềm có thể tháo rời ban đầu dễ dàng trở thành vật cản cứng lại. Việc rửa axit sau đó không hòa tan được các tạp chất hữu cơ đã đông cứng, dẫn đến khả năng sản sinh nước không thể thu hồi được và làm tắc nghẽn vĩnh viễn các lỗ màng.
2.2 Kết tủa mới được tạo ra bởi quá trình trung hòa axit-bazơ Ô nhiễm cặn thứ cấp
Việc rửa kiềm trước để lại lượng dung dịch làm sạch có tính kiềm dồi dào, các ion hydroxit và các hạt keo phân tán bị giữ lại trong các kênh dòng chảy của màng và các vi lỗ. Việc rửa axit tiếp theo sẽ kích hoạt các phản ứng trung hòa axit-bazơ trực tiếp. Trong khi đó, các ion canxi và magie trong nước kết hợp với các chất kiềm còn sót lại tạo thành các kết tủa mới mịn là canxi cacbonat và magie hydroxit.
Những kết tủa mới hình thành này có kích thước hạt cực nhỏ, nằm sâu bên trong các vi lỗ màng. Chúng khó loại bỏ hơn nhiều so với cặn ban đầu, làm tăng đáng kể áp suất chênh lệch màng và giảm tỷ lệ loại bỏ muối.
2.3 Hiệu quả làm sạch giảm mạnh do nhiễm bẩn cặn nghiêm trọng
Lớp cặn vô cơ còn nguyên vẹn ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng kiềm, do đó việc rửa kiềm chỉ loại bỏ một lượng nhỏ chất gây ô nhiễm bề mặt trong khi ô nhiễm hữu cơ và tảo sâu vẫn bị giữ lại hoàn toàn. Việc rửa bằng axit sau đó chỉ có thể hòa tan một phần cặn, tuy nhiên các chất hữu cơ bị tắc nghẽn và các chất kết tủa mới không thể được loại bỏ. Hiệu suất làm sạch tổng thể giảm xuống dưới 50%. Các thông số vận hành hệ thống không thể được khôi phục và tình trạng tái nhiễm bẩn nhanh chóng cũng như tắc nghẽn màng xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn.
2.4 Tăng nguy cơ thoái hóa và hư hỏng thành phần màng tăng tốc
Làm sạch ngược đòi hỏi phải lặp đi lặp lại tuần hoàn axit và kiềm xen kẽ để đạt được sự cải thiện biên. Sự tiếp xúc xen kẽ quá mức của lớp tách polyamit với chất lỏng axit và kiềm gây ra hiện tượng cọ rửa và ăn mòn dai dẳng, đẩy nhanh quá trình lão hóa vật liệu màng, dẫn đến suy giảm vĩnh viễn khả năng loại bỏ muối và rút ngắn đáng kể tuổi thọ của các thành phần màng RO.
III. Bản tóm tắt
1. Trình tự tiêu chuẩn (axit trước, sau đó là kiềm): Loại bỏ các chất tắc nghẽn cứng, sau đó là các chất gây ô nhiễm mềm thông qua việc loại bỏ từng lớp, không để lại chất ô nhiễm còn sót lại hoặc cặn thứ cấp. Nó tối đa hóa sự phục hồi hiệu suất của màng và bảo vệ các thành phần màng.
2. Trình tự ngược (kiềm trước, sau axit): Gây ra sự nén và đông đặc của các chất ô nhiễm mềm, gây tắc màng thứ cấp do các kết tủa mới, làm sạch không hiệu quả và làm hỏng màng. Hoạt động làm sạch không tuân thủ này là một trong những nguyên nhân chính khiến màng RO công nghiệp bị loại bỏ sớm.
Ghi chú dịch thuật
1. Các thuật ngữ công nghiệp màng và xử lý nước chuyên nghiệp áp dụng các cách diễn đạt tiêu chuẩn được quốc tế công nhận:
Màng RO 反渗透膜；chênh lệch áp suất 压差；tỷ lệ loại bỏ muối 脱盐率；lớp tách polyamide 聚酰胺分离层
2. Tên khoáng chất và hợp chất hóa học tuân theo các tiêu chuẩn hóa học tiếng Anh (canxi cacbonat, magie hydroxit, silicat, v.v.)
3. Cấu trúc câu phù hợp với thói quen tài liệu kỹ thuật tiếng Anh, các lớp logic phù hợp với văn bản gốc tiếng Trung
4. Thông số kỹ thuật vận hành công nghiệp, mô tả mối nguy hiểm và kết luận cốt lõi vẫn giữ nguyên tính nghiêm ngặt về mặt kỹ thuật ban đầu đối với các tài liệu kỹ thuật và hậu mãi ở nước ngoài.
