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* Marke von The Dow Chemical Company

Reinigungsanleitungen für FILMTEC FT30 Elemente 

Im folgenden werden generelle Hinweise zur Reinigung von FILMTEC^®  FT30 Elementen gegeben. Weitergehende genaue Vorschriften zur Reinigung von Umkehrosmoseanlagen werden im allgemeinen als Teil des Bedienungshandbuches vom Anlagenbauer zur Verfügung gestellt.
Bei einer gut ausgelegten und gut betriebenen Umkehrosmoseanlage sind häufige Reinigungen nicht erforderlich. Aufgrund der pH-Stabilität und Temperaturbeständigkeit der FT30-Membran sind sehr effektive Reinigungen jedoch möglich. 

Wann reinigen ?

Auch im normalen Betrieb kann die Membran von Umkehrosmoseelementen durch mineralische Belagbildung, biologischen Aufwuchs, kolloidale Partikel oder unlösliche organische Stoffe verschmutzen. Die Belagbildung auf der Membranoberfläche (Fouling) während des Betriebs geht solange weiter, bis sich eine Abnahme in der Permeatleistung, in der Salzrückhaltung oder in beiden bemerkbar macht. 
Die Elemente sollten gereinigt werden, sobald die normalisierte Permeatleistung um mehr als 10% abgenommen hat, sobald die normalisierte Salzpassage um mehr als 5% zugenommen hat oder sobald der normalisierte Differenzdruck DP(Zulaufdruck - Konzentratdruck) um mehr als 15% angestiegen ist. Als Referenz dienen die Anlagendaten nach 48 Betriebsstunden.
DP sollte über jede Stufe (parallele Anordnung von Druckrohren) einzeln gemessen und dokumentiert werden. Wenn die Zulaufkanäle innerhalb des Elementes verschmutzen, steigt der DP an.
Es sollte auch angemerkt werden, daß die Permeatleistung mit abnehmender Zulauftemperatur fällt. Dies ist normal und kein Hinweis auf ein Membranfouling. Eine Störung in der Vorbehandlung, in der Druckregelung oder in der Pumpe kann einen Verlust an Permeatleistung oder einen Anstieg der Salzpassage verursachen. Wenn ein Problem auftaucht, sollten zunächst diese möglichen Ursachen in Betracht gezogen werden. Eine Reinigung der Elemente ist dann unter Umständen nicht erforderlich.
Ein Computerprogramm, FTNORM, ist jetzt von Dow erhältlich (Form Nr. 609-00163). Damit können Leistungsdaten von FILMTEC RO Membranen normalisiert werden. Mit Hilfe dieses Programms kann ermittelt werden, wann gereinigt werden muß.

Sicherheitshinweise

1. Befolgen Sie die anerkannten Sicherheitsregeln, wenn Sie Chemikalien benutzen, die im folgenden genannt sind. Konsultieren Sie den Chemikalienhersteller bezüglich Detailinformationen über Sicherheit, Handhabung und Entsorgung.
2. Wenn Sie eine Reinigungslösung ansetzen, vergewissern Sie sich, daß alle Chemikalien gelöst und 
gut durchmischt sind, bevor Sie die Lösung über die Elemente zirkulieren.
3. Nach der Reinigung sollten die Elemente mit Wasser guter Qualität (chlorfrei, mindestens 20°C) ausgespült werden. Umkehrosmosepermeat wird empfohlen, es kann aber auch vorfiltriertes Wasser verwendet werden, vorausgesetzt, es enthält keine Korrosionsprodukte aus dem Leitungssystem. Achten Sie darauf, den größten Teil der Reinigungslösung zunächst bei niedriger Anströmung und niedrigem Druck auszuspülen, bevor Sie auf normale Betriebsdrücke- und-flüsse übergehen. Trotz dieser Maßnahmen werden nach der Reinigung immer noch Reinigungschemikalien auf der Permeatseite anwesend sein. Deshalb muß nach einer Reinigung das Permeat mindestens zehn Minuten lang in den Abfluß geleitet werden, oder solange, bis die spezifizierte Permeatqualität erreicht wird.
4. Beim Rezirkulieren von Reinigungslösungen darf die Temperatur folgende Werte nicht 
überschreiten : 50°C bei pH 2-10, 35°C bei pH 1-11 und 30°C bei pH 1-12 für BW/TW Elemente.
5. Für 8" Elemente muß die Durchflußrichtung während der Reinigung dieselbe sein wie während des normalen Betriebs. Dadurch soll ein Teleskopieren des Elementes vermieden werden, da der Stützring nur auf der Konzentratsseite des Druckrohres installiert ist. Diese Vorschrift wird für kleinere Elemente ebenfalls empfohlen.

Die Reinigungsanlage ist hier dargestellt.

Reinigungsanlage

Permeate from Storage Tank      Permeat aus Speicherbehälter
Permeate to cleaning tank           Permeat zum Reinigungsbehälter (Reinigungsbetrieb)
Permeate to storage tank            Permeat zum Speicherbehälter (Normalbetrieb)
Concentrate to cleaning tank       Konzentrat zum Reinigungstank (Reinigungsbetrieb)
Concentrate to drain                     Konzentrat zum Ablauf ( Normalbetrieb)

TANK      Chemikalientank zum Ansetzen der Lösung, Polypropylen oder GFK
IH             Immersionsheizung (oder gegebenenfalls Kühlung)
TI             Temperaturanzeige
TC          Temperaturkontrolle
LLS        Schalter zum Ausschalten der Pumpe bei niedrigem Niveau
SS          Sicherheitsfilter-100 mesh
PUMP    Niederdruckpumpe , 316 SS oder nichtmetallischer Kompositwerkstoff
CF          Kerzenfilter, 5-10 micron Polypropylen mit PVC, GFK oder Edelstahlgehäuse
DP         Differenzdruck Anzeige 
FI            Flußanzeige
FT          Flußtransmitter (optional)
PI           Druckanzeige
V1          Pumpenrezirkulationsventil, CPVC
V2          Flußkontrollventil, CPVC
V3          Konzentratventil, CPVC 3-Weg Ventil
V4         Permeatventil, CPVC 3-Weg Ventil
V5         Permeatseinlaßventil, CPVC
V6         Behälterentleerungsventil, PVC oder CPVC
V7         Lüftungsventil, Edelstahl, PVC oder CPVC

Empfohlene Reinigungseinrichtung

Die Reinigungseinrichtung ist im Schema dargestellt. Der pH Wert der Reinigungslösung für FILMTEC Elemente kann sich im Bereich von 1-12 bewegen (siehe Tabelle 2). Aus diesem Grund sollten nichtkorrosive Materialien für die Reinigungsanlage verwendet werden.
1. Der Ansetzbehälter sollte aus Polypropylen oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) konstruiert sein. Der Tank sollte mit einer beweglichen Abdeckung und mit einem Thermometer versehen sein. Die Reinigung ist effektiver, wenn sie bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird. Es empfiehlt sich, die pH-und Temperatur-Werte der Lösung gemäß den Richtlinien in Tabelle 2 einzustellen. Es wird nicht empfohlen, Reinigungen bei Temperaturen unter 15 °C durchzuführen, da die Reinigungswirkung bei niedrigen Temperaturen sehr verlangsamt ist. Außerdem können Chemikalien wie zum Beispiel Natriumlaurylsulfat bei niedrigen Temperaturen ausfallen. Eine Kühlung kann in manchen Teilen der Welt ebenfalls erforderlich werden; eine Heizungs- oder Kühlungseinrichtung muß entsprechend bei der Anlagenauslegung berücksichtigt werden. Um den Reinigungstank zu dimensionieren, gilt als grobe Daumenregel das ungefähre Volumen der leeren Druckrohren plus das Volumen der Zu- und Ableitungen. Zum Beispiel, um 8" Druckrohre mit 6 Elementen pro Druckrohr zu reinigen, gilt die folgende Rechnung : 

A. Volumen der Druckrohre



B. Volumen der Leitungen, angenommene Gesamtlänge 50 ft, 4" SCF 80 Leitung



Daher sollte der Reinigungstank etwa 450 Gallons (1,7 m3) groß sein.
2. Die Reinigunspumpe sollte für die Flüsse und Drücke in Tabelle 1 dimensioniert werden, wobei Sicherheitszuschläge für Druckverluste in der Leitung und im Kerzenfilter zu berücksichtigen sind. Die Pumpe sollte aus 316 SS Edelstahl oder aus nichtmetallischen Kompositpolyestern konstruiert sein. 
3. Es sollten geeignete Ventile, Durchflußmesser und Druckanzeigen installiert sein, um die Permeatleistung genau kontrollieren zu können. Die Zuleitungen können entweder fest verrohrt sein oder aus Schläuchen hergestellt werden. Auf keinen Fall sollte die Durchflußgeschwindigkeit 3 m/sec (10 ft/sec) überschreiten. 



Reinigung von Elementen In-Situ

Es gibt sechs Schritte bei der Reinigung von Elementen : 
1. Ansetzen und Mischen der Reinigungslösung.
2. Einspülen bei niedriger Geschwindigkeit. Die durchmischte, vorgeheizte Reinigungslösung wird bei niedriger Geschwindigkeit (etwa der halbe Wert aus Tabelle 1) und bei niedrigem Druck zum Druckrohr gepumpt, um das darin befindliche Prozesswasser zu verdrängen. Der Druck sollte nicht höher sein als notwendig, um den Druckabfall vom Zulauf zum Konzentrat zu überwinden. Der Druck sollte so niedrig sein, daß fast kein Permeat erzeugt wird. Ein niedriger Druck minimiert die Wiederablagerung von Schmutz auf der Membran. Verwerfen Sie das Konzentrat soweit nötig, um eine Verdünnung der Reinigungslösung zu verhindern.
3. Umpumpen. Nachdem das Prozeßwasser verdrängt worden ist, befindet sich die Reinigungslösung im Konzentratstrom. Führen Sie das Konzentrat dann zum Tank zurück und warten Sie, bis sich die Temperatur stabilisiert hat. 



Tabelle 1. Empfohlene Anströmung pro Druckrohr während der Rezirkulation mit hoher Geschwindigkeit

¹⁾ Abhängig von der Anzahl der Elemente im Druckrohr
²⁾ Für Elemente mit 400 sqft Membranfläche

Tabelle 2. Grenzen für pH und Temperatur während der Reinigung

4. Einwirken. Stellen Sie die Pumpe aus und lassen Sie die Reinigungslösung auf die Elemente einwirken. Manchmal ist eine Einwirkdauer von etwa einer Stunde ausreichend. Bei einem schwierigen Fouling ist eine ausgedehnte Einwirkzeit vorteilhaft : lassen Sie die Elemente über Nacht für 10 bis 15 Stunden in der Lösung. Um während längerer Einwirkzeiten eine höhere Temperatur zu gewährleisten, kann eine niedrige Rezirkulationsgeschwindigkeit (etwa 10% der in Tabelle 1 gezeigten Werte) eingestellt werden. 
5. Umpumpen mit hoher Geschwindigkeit. Zirkulieren der Reinigungslösung bei Geschwindigkeiten wie in Tabelle 1 angegeben für 30-60 min. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit spült die Ablagerungen aus, die durch die Reinigung von der Membranoberfläsche abgelöst worden sind. Wenn die Elemente sehr stark verschmutzt sind, kann eine um 50% höhere Strömungsgeschwindigkeit als in Tabelle 1 angegeben die Reinigungswirkungen unterstützen. Bei 
einer höheren Anströmung kann jedoch der zunehmende Druckverlust zum Problem werden. Der 
maximal empfohlene Druckverlust ist 1,5 bar (20 psi) pro Element oder 4 bar (60 psi) pro Multi-
Elementrohr, was immer limitierend ist. 
6. Ausspülen. Zum Ausspülen der verbrauchten Reinigungslösung kann vorfiltriertes Rohwasser benutzt werden, es sei denn es gibt Korrosionsprobleme (z.B. korrodiert eine Edelstahlleitung mit stehendem Meerwasser). Um Ausfällungen zu vermeiden, sollte die Temperatur beim Ausspülen mindestens 20°C betragen.

Zusätzliche Anmerkungen: Überprüfen Sie den pH Wert während der sauren Reinigung. Die Säure wird beim Auflösen anorganischer Ausfällungen verbraucht. Deshalb muß man mit Säuren nachschärfen, wenn der pH-Wert um mehr als 0,5 pH-Einheiten ansteigt. Soll das System für eine Zeitdauer von länger als 24 Stunden abgeschaltet werden, sollten die Elemente in einer 1-1,5 (Gew.) % Lösung von Natriummetabisulfit konserviert werden. 

Mehrstufige Systeme

Für mehrstufige (konzentratseitig gestufte) Systeme können die Ausspül- und Einwirkschritte immer gleichzeitig in allen Stufen durchgeführt werden. Die Rezirkulation bei hoher Geschwindigkeit sollte dagegen einzeln für jede Stufe durchgeführt werden, damit die Anströmung in der ersten Stufe nicht zu niedrig und in der letzten Stufe nicht zu hoch ist. Um dies zu bewerkstelligen, werden entweder die Stufen nacheinander mit einer Reinigungspumpe gereinigt, oder es werden separate Reinigungspumpen für jede Stufe verwendet.

Reinigungschemikalien

Geeignete Reinigungschemikalien sind in Tabelle 3 auf der nächsten Seite aufgelistet. Saure Reiniger und alkalische Reiniger sind die Standard-Reinigunschemikalien. Die sauren Reiniger werden eingesetzt, um anorganische Ausfällungen einschließlich Eisen zu entfernen, während die alkalischen Reiniger bei organischen Belägen einschließlich Biofilmen verwendet werden. Schwefelsäure sollte für Reinigungen nicht verwendet werden, da die Gefahr von Kalziumsulfatausfällungen besteht. 
Vorzugsweise sollte Umkehrosmosepermeat verwendet werden, um die Reinigungslösungen anzusetzen, aber vorfiltriertes Rohwasser ist in den meisten Fällen ebenfalls ausreichend. Rohwasser kann stark gepuffert sein, so daß mehr Säure oder mehr Lauge notwendig werden kann, um den gewünschten pH-Wert zu erreichen (etwa 2 für saure Reinigung und etwa 12 für alkalische Reinigung). 

Tabelle 3. Einfache Reinigungslösungen für FT30 Membranen

1. (W) bezeichnet Gewichtsprozent der aktiven Substanz
2. Chemische Bezeichnungen für Beläge in angegebener Reihenfolge: CaCO₃ ist Kalziumkarbonat; CaSO₄ ist Kalziumsulfat; BaSO₄ ist Bariumsulfat.
3. Bezeichnungen für Reinigungschemikalien in angegebener Reihenfolge : NaOH ist Natriumhydroxid; Na₄EDTA ist das 
Tetranatriumsalz von Ethylendiamintetraessigsäure und ist erhältlich von The Dow Chemical Company unter der Handelsbezeichnung VERSENE* 100 und VERSENE* 220 crystals; Na-DDS ist das Natriumsalz von Dodecylsulfate; 
STP ist Natriumtriphosphat (Na₅P₃O10); TSP ist Trisodiumphosphat (Na₃PO₄·12H₂O); HCl ist Salzsäure; H₃PO₄ ist 
Phosphorsäure; C₃H₄(OH)(CO₂H)₃ ist Zitronensäure; NH₂SO₃H ist Sulfamidsäure; Na₂S₂O₄ ist Natriumhydrosulfit.
4. Kontaktieren Sie einen Vertreter von FILMTEC Produkten, wenn ein effektiverer Reiniger für Silikat erforderlich ist.



Hinweis: Eine Garantie gegen Patentverletzung von seiten des Verkäufers oder anderer wird hierdurch nicht gegeben. Da die Bedingungen der Anwendungen und die einschlägigen Gesetze von Land zu Land unterschiedlich sein können, sich außerdem mit der Zeit verändern können, ist der Kunde dafür verantwortlich, festzustellen, ob die Produkte und die Information in diesem Dokument für seine Zwecke geeignet sind. Er muß auch sicherstellen, daß sein Arbeitsplatz und seine Entsorgungspraktiken im Einklang mit den einschlägigen Gesetzen und anderen staatlichen Bestimmungen stehen. Der Verkäufer trägt keine Verpflichtung oder Verantwortung für die Information in diesem Dokument. Es werden keine Garantien gegeben ; ALLE IMPLIZIERTEN GARANTIEN FÜR KÄUFLICHKEIT ODER EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK SIND AUSDRÜCKLICH AUSGESCHLOSSEN.


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