反渗透膜的污染原因及化学清洗方法分析

【摘 要】 本文主要介绍了反渗透膜的化学清洗方法，对反渗透膜进行化学清洗。对反渗透的清洗条件，污染物的判断，药剂的选择，清洗方法进行综述，选择合理清洗药剂，方法！达到理想的清洗效果。

【关键词】 反渗透膜；污染原因；化学清洗

前言：

反渗透系统是水处理主要的预除盐设备，它是一种膜的过滤技术。在正常运行过程中，反渗透系统内的膜元件会受到无机盐垢"微生物"胶体颗粒或者有机物质的污染。运行中这些污染物积在膜表面，导致标准化的产水流量和系统脱盐率分别下降或恶化，当上述情况出现时，就需要对反渗透膜进行化学清洗。

1、反渗透膜的污染原因分析

反渗透膜的污染情况通常有无机物的沉积、有机分子的吸附、微生物的粘附等几种主要污染形式。用地表水作为水源，而地表水水中成分通常比较复杂，含有大量的胶体物质、微生物（即热源、病毒、细菌、真菌、藻类）、有机物、悬浮物等。如果此类水的预处理系统不够完善，RU膜就会出现微生物污染，造成膜通量下降，使设备产水量大幅下降。原水进入反渗透系统后，水里的溶质被截留，使溶质在滤膜表面处的浓度逐渐增加，不断浓缩形成浓差极化。浓差极化会给系统的稳定运行带来如下的危机：

（1）当膜溶质的浓度达到饱和度时，会使膜表面形成凝胶层，增加阻力和系统的运行压力；（2）严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，造成系统运行恶化；（3）会使某些溶质的截留率下降；（4）膜通量会有所降低。

1.1反渗透污染物分析

为了提高化学清洗的效果，清洗前有必要对污染物进行分析，确定污染物的种类。在掌握污染物的种类、成分、数量的基础上，选择合适的清洗药剂是清洗成功的关键步骤。

1.1.1无机盐垢的确定

原水中含有的溶质决定成盐的种类。通过了解原水中各类结垢性离子质量浓度，就能确定RU系统二段结垢的主要成分。取水源水水样进行水质分析。

按照回收率75%计算，各种离子均4倍浓缩后，通过浓差极化作用会导致碳酸盐垢及硫酸盐垢生成。因此，确定RU系统污染物主要以碳酸盐垢及少部分硫酸盐垢为主。

1.1.2有机物及微生物的确定

取10L原水，在30psi（206.8kPa）的给水压力下，置于微孔滤膜（精度0.45m）的测量装置上过滤到不出水为止，测定反渗透进水污染指数（SDI）o取下滤膜，进行灼烧减量试验。550℃灼烧减量所占比例为93.12%，750℃干燥至恒重后，剩余无机盐所占比例为6.88%。因此，可以认为微孔滤膜上截留物以有机物和微生物为主。

2、反渗透膜污染物的判断

反渗透膜污染物的种类与来水水质有很大的关系，如果采用的是江河水，一般是微生物，胶体，有机物比较多。如果采用地下水，则是含盐量较高，易受垢类污染。在化学清洗反渗透前，要对膜的污染情况进行分析，常用的方法是：①分析运行数据对照膜厂家技术手册判别污染种类；②分析来水水质，找出污染因素；③分析SDI仪滤膜上收集的污染物；④分析保安过滤器滤芯上的污染物；⑤检查进水管内表面以及膜元件的进水端面颜色判断污染物种类。

3、反渗透膜的化学清洗条件

对运行数据“标准化”即在相同操作条件下（进水压力，温度，回收率）比较，通常是以最初投运时的数据为参照。标准化后产水量下降10%—15%，给水压力增加10%—15%，脱盐率下降10%—15%，系统各段压差明显增加，这时就需要对RO进行化学清洗了。要控制好RO的清洗频次，频繁的清洗会损伤膜，同时也会增加清洗费用。为了减少清洗频次，就要加强平时的运行调整及保养，严格控制好RO进水温度，PH，阻垢剂加药量，还原剂加药量，SDI值。严格控制膜的回收率，水通量，防止浓差极化。停运投运时做好低压冲洗，对前置保安过滤器滤芯及时更换。选择合适的原水预处理方式，同时加强来水水质监测，做好预处理杀菌，除杂工作。

4、反渗透膜化学清理药剂的选择

常规化学清洗剂有柠檬酸，盐酸，氢氧化钠。为了获得好的清洗效果可根据污垢种类选择清洗药剂。碳酸盐垢用0.2%盐酸清洗效果较好；硫酸盐垢用0.1%氢氧化钠加1.0%EDTA四钠（或0.025%十二烷基苯磺酸钠）清洗效果较好；金属氧合物用1.0%焦亚硫酸钠清洗效果较好；胶体物用0.1%氢氧化钠加0.025%十二烷基苯磺酸钠清洗效果较好；有机物第一步用0.1%氢氧化钠加0.025%十二烷基苯磺酸钠（或1.0%EDTA四钠）清洗，第二步用0.2%盐酸清洗效果较好；微生物用0.1%氢氧化钠清洗效果较好。

5、反渗透膜清洗

随着反渗透系统的运行，原水中的离子、胶体和有机物等会对膜产生污染，污染到一定程度就会导致膜性能恶化，影响系统的正常运行。膜污染后就要对其进行清洗，目前反渗透膜清洗方法有物理清洗、化学清洗、物理化学清洗等等，其中以化学清洗应用最为广泛。

5.1反渗透膜的清洗方法

5.1.1在线清洗

在较大的水处理系统中反渗透的膜元件比较多，通常都会设计在线清洗系统。在线清洗是指对反渗透装置中的膜元件整体进行清洗，膜元件不用拿出压力容器。此清洗方式操作简单方便，时间短，但容易造成清洗不彻底，效果不理想。当反渗透装置污染较轻时可采用此方法。

5.2反渗透膜在线化学清洗系统主要部件

RO清洗水箱：清洗箱用来容纳清洗反渗透压力容器回流的清洗夜。清洗水箱的体积大致是系统所有压力容器的体积之和加上清洗液循环管路的体积。一般考虑20%裕度。清洗箱设有排污管，溢流管，回流管。

RO清洗水泵：它所提供的压力要保证清洗液在循环时达到一定的流速，一般选用压力0.3—0.5Mpao。

RO清洗用保安过滤器：主要用来去除在清洗过程中洗下来的污垢。

RU清洗水箱加热器：可以是电加热或是蒸汽加热。温度低的时候对清洗液进行加热，清洗液的最佳温度是35℃至45℃。

RU清洗水箱回流管：在配药的时候用来打循环，使清洗药液溶解混合均匀。

产水侧回流管：用来回流在清洗过程中少量透过膜的清洗液。

浓水侧回流管：大部分未透过膜元件清洗液由此管回流到RU清洗箱。

清洗液进水管：连接在反渗透各段进水管上，清洗液与反渗透进水方向一致。

RU清洗水箱排污管：用来排除清洗废液。

RU清洗水箱溢流管：防止清洗水箱液位过高从加药口溢出。

还包括清洗保安过滤器出口压力表，清洗水箱温度计，液位计等。

5.3操作方法

（1）系统冲洗：对反渗透进行常规的3—5min的低压冲洗。

（2）配置清洗液：用除盐水将清洗水箱冲洗干净后，加入除盐水1/2体积，加入所选定的清洗药剂，继续补水至所需要的液位。启动清洗水泵，打开回流阀进行循环，使药剂完全溶解，混合均匀，同时启动加热器对清洗液加热。加热温度在要求范围之内。

（3）选择清洗的方式：全段清洗，一段清洗，二段清洗。打开所选择清洗部分的清洗进水门，浓水回流门，产水回流门。

（4）低流量进清洗液：膜元件被污染物阻塞，易先用低流量来清除污染物，顺畅水流通道。注意观察进清洗液压力及回流压力。

（5）循环：时间60min。注意观察清洗液颜色的变化，清洗液浑浊严重，则需重新配置清洗液。及时调整PH在要求范围内，以达到良好的清洗效果。

（6）浸泡：通过浸泡使清洗药剂和污染物充分作用，一般浸泡1—2小时，污染比较严重时可以延长浸泡时间，可以浸泡10—15小时。

（7）高流速循环：循环30—60min，高流速用来冲洗清洗液洗下来的污染物。

（8）低压冲洗：去除清洗下来的污染物及残留在系统中的清洗药剂。冲洗至水清洁，无泡沫，无清洗剂。在冲洗时，应尽可能通过低压、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物冲出膜元件。

6、结束语

在反渗透膜受到污染后，应首先分析膜污染物的性质和特点，再根据膜元件的材质特征，选择最为合适的清洗方法，最大程度恢复膜的性能"但应注意的是，膜清洗都会不同程度地对膜元件造成损伤，因此一定要控制好清洗条件，使损伤达到最低限度，在反渗透系统的日常运行中，要做好维护工作，并且严格控制进水水质，加强预处理，加之定期清洗，才能保证系统安全稳定运行。反渗透膜的化学清洗是反渗透长期稳定安全运行的保障，选择适宜的清洗剂和清洗方法才能取得最佳的清洗效果。

参考文献：

[1]冯逸仙.反渗透水处理系统工程[M].北京中国电力出版社，2000.

[2]戚自学.反渗透设备运行维护和在线化学清洗在淮北电厂的应用[J].电力设备，2008，9（6）：62—63.

推荐访问： 清洗 污染 原因 化学 方法

---