反滲透膜的污染原因及化學(xué)清洗方法分析

【摘 要】本文主要介紹了反滲透膜的化學(xué)清洗方法，對(duì)反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗。對(duì)反滲透的清洗條件，污染物的判斷，藥劑的選擇，清洗方法進(jìn)行綜述，選擇合理清洗藥劑，方法！達(dá)到理想的清洗效果。

【關(guān)鍵詞】反滲透膜；污染原因；化學(xué)清洗

前言：

反滲透系統(tǒng)是水處理主要的預(yù)除鹽設(shè)備，它是一種膜的過(guò)濾技術(shù)。在正常運(yùn)行過(guò)程中，反滲透系統(tǒng)內(nèi)的膜元件會(huì)受到無(wú)機(jī)鹽垢\"微生物\"膠體顆?；蛘哂袡C(jī)物質(zhì)的污染。運(yùn)行中這些污染物積在膜表面，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水流量和系統(tǒng)脫鹽率分別下降或惡化，當(dāng)上述情況出現(xiàn)時(shí)，就需要對(duì)反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗。

1、反滲透膜的污染原因分析

反滲透膜的污染情況通常有無(wú)機(jī)物的沉積、有機(jī)分子的吸附、微生物的粘附等幾種主要污染形式。用地表水作為水源，而地表水水中成分通常比較復(fù)雜，含有大量的膠體物質(zhì)、微生物（即熱源、病毒、細(xì)菌、真菌、藻類）、有機(jī)物、懸浮物等。如果此類水的預(yù)處理系統(tǒng)不夠完善，RU膜就會(huì)出現(xiàn)微生物污染，造成膜通量下降，使設(shè)備產(chǎn)水量大幅下降。原水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)后，水里的溶質(zhì)被截留，使溶質(zhì)在濾膜表面處的濃度逐漸增加，不斷濃縮形成濃差極化。濃差極化會(huì)給系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)如下的危機(jī)：

（1）當(dāng)膜溶質(zhì)的濃度達(dá)到飽和度時(shí)，會(huì)使膜表面形成凝膠層，增加阻力和系統(tǒng)的運(yùn)行壓力；（2）嚴(yán)重的濃差極化導(dǎo)致結(jié)晶析出，阻塞流道，造成系統(tǒng)運(yùn)行惡化；（3）會(huì)使某些溶質(zhì)的截留率下降；（4）膜通量會(huì)有所降低。

1.1反滲透污染物分析。為了提高化學(xué)清洗的效果，清洗前有必要對(duì)污染物進(jìn)行分析，確定污染物的種類。在掌握污染物的種類、成分、數(shù)量的基礎(chǔ)上，選擇合適的清洗藥劑是清洗成功的關(guān)鍵步驟。

1.1.1無(wú)機(jī)鹽垢的確定。原水中含有的溶質(zhì)決定成鹽的種類。通過(guò)了解原水中各類結(jié)垢性離子質(zhì)量濃度，就能確定RU系統(tǒng)二段結(jié)垢的主要成分。取水源水水樣進(jìn)行水質(zhì)分析。按照回收率75%計(jì)算，各種離子均4倍濃縮后，通過(guò)濃差極化作用會(huì)導(dǎo)致碳酸鹽垢及硫酸鹽垢生成。因此，確定RU系統(tǒng)污染物主要以碳酸鹽垢及少部分硫酸鹽垢為主。

1.1.2有機(jī)物及微生物的確定。取10L原水，在30psi（206.8kPa）的給水壓力下，置于微孔濾膜（精度0.45m）的測(cè)量裝置上過(guò)濾到不出水為止，測(cè)定反滲透進(jìn)水污染指數(shù)（SDI）o取下濾膜，進(jìn)行灼燒減量試驗(yàn)。550℃灼燒減量所占比例為93.12%，750℃干燥至恒重后，剩余無(wú)機(jī)鹽所占比例為6.88%。因此，可以認(rèn)為微孔濾膜上截留物以有機(jī)物和微生物為主。

2、反滲透膜污染物的判斷

反滲透膜污染物的種類與來(lái)水水質(zhì)有很大的關(guān)系，如果采用的是江河水，一般是微生物，膠體，有機(jī)物比較多。如果采用地下水，則是含鹽量較高，易受垢類污染。在化學(xué)清洗反滲透前，要對(duì)膜的污染情況進(jìn)行分析，常用的方法是：①分析運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)照膜廠家技術(shù)手冊(cè)判別污染種類；②分析來(lái)水水質(zhì)，找出污染因素；③分析SDI儀濾膜上收集的污染物；④分析保安過(guò)濾器濾芯上的污染物；⑤檢查進(jìn)水管內(nèi)表面以及膜元件的進(jìn)水端面顏色判斷污染物種類。

3、反滲透膜的化學(xué)清洗條件

對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)化”即在相同操作條件下（進(jìn)水壓力，溫度，回收率）比較，通常是以最初投運(yùn)時(shí)的數(shù)據(jù)為參照。標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水量下降10%—15%，給水壓力增加10%—15%，脫鹽率下降10%—15%，系統(tǒng)各段壓差明顯增加，這時(shí)就需要對(duì)RO進(jìn)行化學(xué)清洗了。要控制好RO的清洗頻次，頻繁的清洗會(huì)損傷膜，同時(shí)也會(huì)增加清洗費(fèi)用。為了減少清洗頻次，就要加強(qiáng)平時(shí)的運(yùn)行調(diào)整及保養(yǎng)，嚴(yán)格控制好RO進(jìn)水溫度，PH，阻垢劑加藥量，還原劑加藥量，SDI值。嚴(yán)格控制膜的回收率，水通量，防止?jié)獠顦O化。停運(yùn)投運(yùn)時(shí)做好低壓沖洗，對(duì)前置保安過(guò)濾器濾芯及時(shí)更換。選擇合適的原水預(yù)處理方式，同時(shí)加強(qiáng)來(lái)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，做好預(yù)處理殺菌，除雜工作。

4、反滲透膜化學(xué)清理藥劑的選擇

常規(guī)化學(xué)清洗劑有檸檬酸，鹽酸，氫氧化鈉。為了獲得好的清洗效果可根據(jù)污垢種類選擇清洗藥劑。碳酸鹽垢用0.2%鹽酸清洗效果較好；硫酸鹽垢用0.1%氫氧化鈉加1.0%EDTA四鈉（或0.025%十二烷基苯磺酸鈉）清洗效果較好；金屬氧合物用1.0%焦亞硫酸鈉清洗效果較好；膠體物用0.1%氫氧化鈉加0.025%十二烷基苯磺酸鈉清洗效果較好；有機(jī)物第一步用0.1%氫氧化鈉加0.025%十二烷基苯磺酸鈉（或1.0%EDTA四鈉）清洗，第二步用0.2%鹽酸清洗效果較好；微生物用0.1%氫氧化鈉清洗效果較好。

5、反滲透膜清洗

隨著反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行，原水中的離子、膠體和有機(jī)物等會(huì)對(duì)膜產(chǎn)生污染，污染到一定程度就會(huì)導(dǎo)致膜性能惡化，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。膜污染后就要對(duì)其進(jìn)行清洗，目前反滲透膜清洗方法有物理清洗、化學(xué)清洗、物理化學(xué)清洗等等，其中以化學(xué)清洗應(yīng)用最為廣泛。

5.1反滲透膜的清洗方法

5.1.1在線清洗

在較大的水處理系統(tǒng)中反滲透的膜元件比較多，通常都會(huì)設(shè)計(jì)在線清洗系統(tǒng)。在線清洗是指對(duì)反滲透裝置中的膜元件整體進(jìn)行清洗，膜元件不用拿出壓力容器。此清洗方式操作簡(jiǎn)單方便，時(shí)間短，但容易造成清洗不徹底，效果不理想。當(dāng)反滲透裝置污染較輕時(shí)可采用此方法。

5.2反滲透膜在線化學(xué)清洗系統(tǒng)主要部件。RO清洗水箱：清洗箱用來(lái)容納清洗反滲透壓力容器回流的清洗夜。清洗水箱的體積大致是系統(tǒng)所有壓力容器的體積之和加上清洗液循環(huán)管路的體積。一般考慮20%裕度。清洗箱設(shè)有排污管，溢流管，回流管。RO清洗水泵：它所提供的壓力要保證清洗液在循環(huán)時(shí)達(dá)到一定的流速，一般選用壓力0.3—0.5Mpao。RO清洗用保安過(guò)濾器：主要用來(lái)去除在清洗過(guò)程中洗下來(lái)的污垢。RU清洗水箱加熱器：可以是電加熱或是蒸汽加熱。溫度低的時(shí)候?qū)η逑匆哼M(jìn)行加熱，清洗液的最佳溫度是35℃至450C。RU清洗水箱回流管：在配藥的時(shí)候用來(lái)打循環(huán)，使清洗藥液溶解混合均勻。產(chǎn)水側(cè)回流管：用來(lái)回流在清洗過(guò)程中少量透過(guò)膜的清洗液。濃水側(cè)回流管：大部分未透過(guò)膜元件清洗液由此管回流到RU清洗箱。清洗液進(jìn)水管：連接在反滲透各段進(jìn)水管上，清洗液與反滲透進(jìn)水方向一致。RU清洗水箱排污管：用來(lái)排除清洗廢液。RU清洗水箱溢流管：防止清洗水箱液位過(guò)高從加藥口溢出。還包括清洗保安過(guò)濾器出口壓力表，清洗水箱溫度計(jì)，液位計(jì)等。

5.3操作方法。（1）系統(tǒng)沖洗：對(duì)反滲透進(jìn)行常規(guī)的3—5min的低壓沖洗。（2）配置清洗液：用除鹽水將清洗水箱沖洗干凈后，加入除鹽水1/2體積，加入所選定的清洗藥劑，繼續(xù)補(bǔ)水至所需要的液位。啟動(dòng)清洗水泵，打開(kāi)回流閥進(jìn)行循環(huán)，使藥劑完全溶解，混合均勻，同時(shí)啟動(dòng)加熱器對(duì)清洗液加熱。加熱溫度在要求范圍之內(nèi)。（3）選擇清洗的方式：全段清洗，一段清洗，二段清洗。打開(kāi)所選擇清洗部分的清洗進(jìn)水門，濃水回流門，產(chǎn)水回流門。（4）低流量進(jìn)清洗液：膜元件被污染物阻塞，易先用低流量來(lái)清除污染物，順暢水流通道。注意觀察進(jìn)清洗液壓力及回流壓力。（5）循環(huán)：時(shí)間60min。注意觀察清洗液顏色的變化，清洗液渾濁嚴(yán)重，則需重新配置清洗液。及時(shí)調(diào)整PH在要求范圍內(nèi)，以達(dá)到良好的清洗效果。（6）浸泡：通過(guò)浸泡使清洗藥劑和污染物充分作用，一般浸泡1—2小時(shí)，污染比較嚴(yán)重時(shí)可以延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，可以浸泡10—15小時(shí)。（7）高流速循環(huán)：循環(huán)30—60min，高流速用來(lái)沖洗清洗液洗下來(lái)的污染物。（8）低壓沖洗：去除清洗下來(lái)的污染物及殘留在系統(tǒng)中的清洗藥劑。沖洗至水清潔，無(wú)泡沫，無(wú)清洗劑。在沖洗時(shí)，應(yīng)盡可能通過(guò)低壓、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物沖出膜元件。

結(jié)束語(yǔ)：

在反滲透膜受到污染后，應(yīng)首先分析膜污染物的性質(zhì)和特點(diǎn)，再根據(jù)膜元件的材質(zhì)特征，選擇最為合適的清洗方法，最大程度恢復(fù)膜的性能\"但應(yīng)注意的是，膜清洗都會(huì)不同程度地對(duì)膜元件造成損傷，因此一定要控制好清洗條件，使損傷達(dá)到最低限度，在反滲透系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，要做好維護(hù)工作，并且嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì)，加強(qiáng)預(yù)處理，加之定期清洗，才能保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。反滲透膜的化學(xué)清洗是反滲透長(zhǎng)期穩(wěn)定安全運(yùn)行的保障，選擇適宜的清洗劑和清洗方法才能取得最佳的清洗效果。

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