反滲透（tòu）膜清洗方（fāng）案

1 反滲透膜元件的汙（wū）染與（yǔ）清洗 

　  在（zài）正常（cháng）運行一段時間後，反滲透（tòu）膜元件會受到給水中可能存（cún）在（zài）的懸浮物或難溶鹽的汙染（rǎn），這些汙染中（zhōng）常見的是碳酸鈣沉澱、硫酸鈣沉澱、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧（yǎng）化物沉澱、矽沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM天然（rán）有機物質、合成有機物(如：阻垢劑/分散劑，陽離子聚合電解（jiě）質)、微生物 (藻類、黴菌、真菌)等汙（wū）染。

　　汙染性質和汙染速度（dù）取決於（yú）各（gè）種因素，如給水水（shuǐ）質和係（xì）統回收率（lǜ）。通常汙染是（shì）漸進發展的，如不盡早控製，汙染將會（huì）在相（xiàng）對較短的時間內損壞膜元件。當膜元件確證已被汙染，或是在長期停機之前（qián），或是作為（wéi）定期日常（cháng）維護，建議（yì）對膜元件進行清洗。

　　當反滲透係統（或裝置）出現以下症狀時，需要進行化（huà）學清洗或物理衝洗：

　　在正常給水壓力下，產水量較正常值下降10～15%；

　　為維持正常的產水量，經溫度校正（zhèng）後的給水壓力增加10～15%；

　　產水水質降低10～15%，透鹽率增加10～15%；

　　給水壓力增加10～15%；

　　係統各段之間（jiān）壓差（chà）明顯增加。

　　保持穩定的運（yùn）行參數主要（yào）是指產水流量、產（chǎn）水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這（zhè）些運行參數起伏不定，海德能公司建（jiàn）議檢查是否有汙染（rǎn）發生，或者在關鍵運行參（cān）數有變化的（de）前提下 , 反滲透的實際運行是否正常。

　　定時監測係統整體性能是確認膜元件是否已發生汙染的基本方法。汙染對膜元件的影響是漸進（jìn）的，並且影響的程度取決於汙染的性質。表1“反（fǎn）滲透膜汙染特征及處理方法”列出了常見的汙染現象和相應 的 處理方法。

　　重慶水處理設備已受汙染的反滲透膜（mó） ， 清洗周期根據（jù）現場實際情況而定。海德能公司建（jiàn）議，正常的清洗周期是每（měi）3-12個月一次。

　　當膜元件僅僅是發生了輕度汙染時，重要的是清洗膜元（yuán）件（jiàn）。重度汙染（rǎn）會因阻礙化學藥劑深入滲透至汙染層，影響清（qīng）洗效（xiào）果。

　　清洗何種汙染物以及如何清洗（xǐ）要（yào）根據現場汙染情況（kuàng）而進行。對於幾種汙染同時存在的複雜情況，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗（應先低PH後高PH值清洗）。

反滲透膜汙染（rǎn）特征及處理方法

2 汙染情況分析

　　碳酸鈣垢：是一種礦（kuàng）物（wù）結垢。當阻垢劑/分散劑（jì）添加（jiā）係統出現故障時，或是加（jiā）酸pH調節係統出故（gù）障而（ér）引（yǐn）起給水pH增高時，碳酸鈣垢有可能沉積出來。盡早地檢測碳酸（suān）鈣垢，對於防止膜層表麵沉積的晶體損（sǔn）傷膜元件是極為必要的。早期檢測出的碳酸（suān）鈣垢可由降低給水的pH值至3~5，運行1~2小時的方法去除。對於沉積（jī）時間（jiān）長的碳酸鈣（gài）垢，可用低pH值的檸檬酸溶液清洗去除。

　　硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢： 硫酸鹽垢是比碳酸鈣垢硬很多的礦物質垢（gòu），且不易去除。硫（liú）酸鹽垢可（kě）在阻垢劑（jì）/分散劑添加係統出現故障或加硫酸調節pH時沉積出來。海德能公司認為盡早地檢測硫酸鹽垢對於防止膜層表麵沉積的晶體（tǐ）損傷膜元（yuán）件是極為必要的。硫酸鋇和硫酸鍶垢較難去除，因為它們（men）幾乎在所有（yǒu）的清洗（xǐ）溶液中難以溶解，所以，應加以（yǐ）特別的（de）注意以防止此類結垢的生成（chéng）。

　　金屬氧化物/氫（qīng）氧化物汙染（rǎn）：典型的金（jīn）屬氧化物和金屬氫氧化物汙染為鐵、鋅、錳、銅、鋁等。這種垢的形成導因可能是裝置管路、容器(罐/槽)的腐（fǔ）蝕產物，或是空氣中氧（yǎng）化的（de）金屬離子、氯、臭氧、鉀（jiǎ）、高錳（měng）酸鹽，或是由在預處理過濾係（xì）統中使用鐵或（huò）鋁助凝劑所（suǒ）致。

　　聚合矽垢： 矽（guī）凝膠層垢由溶解性矽的過飽和態及聚（jù）合物所致，且非常難以（yǐ）去除。需要注意的是，這種矽的汙染不同於矽膠體物的汙染。矽膠體物汙染可能是由與金（jīn）屬氫氧化物締合或是與有機物締合而造成的。矽垢的去除很艱難，可采用傳統的（de）化學清洗（xǐ）方法。如果傳統的方法不能解決這種垢的去除問（wèn）題，請與海德能公司技（jì）術（shù）部門聯（lián）係。現有的化學清洗藥劑，如氟化氫銨，已在一些項目上得到了成功的使用，但使用時（shí）須考慮此方（fāng）法的操作危害和對設備的損（sǔn）壞，加以防護措施。 

     膠體汙染： 膠體是懸浮在水中的無機物或（huò）是有（yǒu）機與無機混合物的顆粒，它不會由於自身（shēn）重力而沉澱。膠體物通常（cháng）含有以下一個或多個（gè）主要組份，如：鐵、鋁、矽、硫或有機物。 

   非溶性的（de）天（tiān）然有機物汙染(NOM)： 非溶性天然有機物汙染(NOM——Natural Organic Matter)通常是由地表水（shuǐ）或深井水中的營養物的分解而導致的。有機汙染的化學機理很複雜，主要的有機組份或是腐植酸，或是灰（huī）黃黴酸。非溶性NOM被吸附到膜表麵可造成RO膜（mó）元件的快速（sù）汙（wū）染，一（yī）旦（dàn）吸收作用產生，漸漸地結成凝膠或塊狀的汙染過程就會開始（shǐ）。

　微生物沉積： 有機沉積物是由細菌粘泥、真（zhēn）菌、黴菌（jun1）等（děng）生成的，這種汙染物較難去除，尤（yóu）其是在給水通路被完全堵塞的情況下。給水通路堵塞會使清潔的進水難以充分均勻的進入膜元件內。為抑製這種沉積物的進一步生長，重要的是不僅（jǐn）要清潔和維護RO係統，同時還要清潔預處（chù）理、管道及端頭等。對膜元件采用氧化性殺菌（jun1）時，請與（yǔ）海德能公司技術支持（chí）部門聯係，使（shǐ）用認可的殺菌（jun1）劑。

3 清洗液（yè）的選擇（zé）和使（shǐ）用

　　選（xuǎn）擇適宜的化（huà）學清洗藥劑及合理的清洗方案涉及許多因素。首先要與海德能公司的服務人（rén）員取（qǔ）得聯（lián）係，確定（dìng）主要的汙（wū）染物（wù），選擇合適的化學清洗藥劑。有時針對某種特殊的汙染物或（huò）汙染狀況（kuàng），要使用（yòng）RO藥劑製造商的專用化學清洗藥劑，並且在應用時要遵循藥劑供應（yīng）商提供的產品性能及（jí）使用說明。有的時候可針對具體情況，從反滲（shèn）透（tòu）裝置取出已（yǐ）發生汙染的單支膜元件進行測（cè）試（shì）和清洗試驗，以確定合（hé）適（shì）的化學藥劑和清洗方案。

　　為達到佳的清洗效果，有時會使用一（yī）些不同的化學（xué）清洗藥劑進行組合清洗。

　　典型的程序是先在低pH值範圍的情（qíng）況下進行清洗，去（qù）除礦物質垢汙染物，然後再進行高pH值清洗，去除有機物。有些清洗溶（róng）液中加入了洗（xǐ）滌劑以幫助去除嚴重（chóng）的生物和有機碎片垢物，同時，可用其它藥劑如EDTA螯合物來（lái）輔助去除膠體、有機物、微生物及硫酸鹽垢。

　　需要慎重考慮的是如果選（xuǎn）擇了不適當的化學清洗方法和藥劑，汙染情（qíng）況會（huì）更加惡化。

4 化學清洗藥劑的選擇及使用準則

　　選用的（de）專用化學藥劑，首先要確保其已由海德（dé）能公司認定並符合（hé）用於海德能公司膜元件（jiàn）的要求。藥劑供應商的指導/建議不應（yīng）與海德能公（gōng）司此技術服務公告中推薦的清洗參數和限定的化學藥（yào）劑種類（lèi）相衝突；

　　如果正在使用指定的化學藥劑，要確認其已在此海德能公（gōng）司技術服務公告（gào）中列出，並符（fú）合海德能公司膜元件的要求（谘詢海德能公司）；

　　采用組合式方法完成清洗工作，包（bāo）括（kuò）適宜的清洗pH、溫度及（jí）接觸時（shí）間（jiān）等參數，這將會有（yǒu）利於增強清洗（xǐ）效果；

　　在（zài）推薦的佳（jiā）溫度下進行清洗，以求達（dá）到好的清洗效率和延長膜元件壽命的效果；

　　以少的化學藥劑接觸次數進行清洗，對（duì）延（yán）續膜壽（shòu）命有益；

　　謹慎地由（yóu）低至高調節pH值範圍，可延長膜元件的使用壽命。pH範（fàn）圍為2~12(勿超出)；

　　典型地、有效的清洗方法是從低（dī）pH至高pH溶液進行清洗。但對（duì）油汙染膜元件的清洗不能從低pH值開始，因為（wéi）油在低pH時會固化；

　　清（qīng）洗和衝洗流向應保持相（xiàng）同（tóng）的方向；

　　當清洗多段反滲透裝置時，有效的清洗方法（fǎ）分段清洗，這（zhè）樣可控製佳清洗流速和清洗液濃度，避免前段的汙染物進入下遊膜（mó）元件；

　　用較高pH產品水衝洗洗滌劑可減少（shǎo）泡沫的產生；

　　如果係統已發生生物汙染，就要考（kǎo）慮在清洗之後，加入一個（gè）殺菌劑化學清洗步驟（zhòu）。殺（shā）菌劑必須在清洗後立即進行，也可在運行（háng）期間定期進行（háng）(如一星期一次)連續（xù）加入一定的劑量。必須確認所（suǒ）使用的（de）殺菌劑（jì）與（yǔ）膜元件相容，不會帶來任何對人的健康有害的風險，並（bìng）能有效地控製生物活性，且成本低；

　　為保證安全，溶解化學藥（yào）品時，切記要慢慢地將化學藥劑加入充足的水中並同時進行攪拌；

　　從安全方麵（miàn）考慮，不能將酸與苛性(腐蝕性)物質混合。在要使用下一種溶液之前（qián），從RO係統中徹底衝洗（xǐ）幹淨滯留的（de）前一（yī）種化學清洗溶液。

5 清洗液的選擇

　　表2-常規清洗液配方提供的清洗溶液是將一定重量(或體積)的化學藥品加入到100加侖(379升)的潔淨（jìng）水中(RO產品水或不含遊離氯的水)。溶液是按所用化（huà）學藥品（pǐn）和水量的比例配（pèi）製的。溶劑是RO產品水或去離子水，無遊離氯和硬度。清（qīng）洗液進入（rù）膜元件（jiàn）之前，要求徹底混和均勻，並按（àn）照目標值調pH值且按目標溫（wēn）度值穩定溫度。常規的（de）清洗方法基於（yú）化學清洗溶液循環清洗一小時（shí）和一種任選的化學（xué）藥劑浸泡（pào）一小時的操作而設定的。

表2 常規清（qīng）洗液配方(以100加侖，即379升為基準（zhǔn）)

清洗液

主要組份

藥劑量（liàng）

清洗液pH值

高清洗液溫度

1

檸（níng）檬酸(100%粉末)

17.0磅(7.7公斤（jīn）)

用氨水調（diào）節pH至3.0~4.0

40℃

2

鹽酸(HCl)

(密度22波美度或濃（nóng）度36%)

0.47加侖(1.8升)

緩慢加入鹽酸調節pH至2.5

調高（gāo）pH用氫氧化鈉

35℃

3

氫氧化鈉(100%粉（fěn）末)　　

或(50%液體)

0.83磅(0.38公斤)　　

0.13加侖(0.5升（shēng）)

緩慢加入氫（qīng）氧化鈉調節pH至（zhì）11.5

調低pH時用（yòng）鹽酸

30℃

6 常規清洗液（yè）介紹

[溶液（yè）1]

　　2.0%(W)檸檬酸(C6H8O7)的低pH清洗液。用於去除無機鹽垢(如碳酸鈣垢、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢等)、金屬氧化物/氫氧化物(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)及無機膠體十分有效。

[溶液2]

　　0.5%(W)鹽酸低pH清（qīng）洗液，主（zhǔ）要用於去（qù）除無機（jī）物垢(如碳酸鈣垢、硫酸（suān）鈣（gài）、硫酸鋇、硫酸鍶垢等)，金屬（shǔ）氧化物/氫氧化物(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)，及無機膠（jiāo）體。這種清洗液（yè）比溶液1要強烈些，因為鹽酸(HCl)是強酸。

[溶液3]

　　0.1%(W)氫氧化鈉高pH清洗液。用於去除聚合矽垢。這一洗液是一種較為（wéi）強烈的堿性清洗液。

7 RO膜元件的清潔和（hé）衝洗程序

　　RO膜（mó）元件可（kě）置於壓力容器中，在高流速的（de）情況下，用循環的清潔水(RO產品水或不含遊離氯（lǜ）的潔淨水)流過（guò）膜元件的方式進行清洗。RO的（de）清洗程序完全取決於具體情況，必要時更（gèng）換用（yòng）於循環的清潔水。

　　RO膜元件的常規清洗程序如下：

　　在60psi(4bar)或更低壓力條件下進行低壓衝洗，即從清洗罐中(或相（xiàng）當的水源)向壓力容器（qì）中泵入清潔水然後排放掉，運行幾分鍾。衝洗水必須是潔淨的、去除硬度、不（bú）含過渡金屬（shǔ）和餘氯的RO產品水（shuǐ）或去離子水。

　　在（zài）清洗罐中配（pèi）製特定的清洗溶（róng）液。配製（zhì）用水必須是去（qù）除硬度、不含過渡金屬和餘氯的RO產（chǎn）品水或去離子水。溫度和pH應調到所要（yào）求的值（zhí）。

　　啟動清洗泵將清洗液泵入膜（mó）組（zǔ）件內，循環清洗約一小時或是要求的時間（谘詢海德能技術（shù）人員（yuán））。在起始階段，清洗液返回至RO清洗罐之前，將初的回流液排（pái）放掉，以免係統（tǒng）內滯留的水對清洗溶液造成稀釋。在初的5分鍾（zhōng）內，慢慢地將流速調（diào）節到大設計流速的1/3。這可以減少由汙物的大量沉積而造（zào）成（chéng）的潛在汙堵。在第二個5分鍾內，增加流速（sù）至大設計流速的2/3，然後（hòu），再增加流速至設計的大流速值。如果需要，當pH的變化大於1，就要重新調回到原數值。

　　根據需要，可交替采用循環清洗和浸泡程序。浸泡時間建議選擇（zé）1至8小時（請谘詢海德能公司）。要謹慎地保持合適的溫度和pH。

　　化學清洗結束之後（hòu），要用清潔水(去（qù）除硬度、不含金屬離子如鐵和氯的RO產品水或去離子水)進行低壓衝洗，從清洗裝置/部件中去除化（huà）學藥（yào）劑的殘留部分，排放並衝（chōng）洗（xǐ）清洗罐，然後再用清潔水（shuǐ）完（wán）全注滿清洗罐以作衝洗（xǐ）之用。從清洗罐中泵入所（suǒ）有的衝（chōng）洗水衝洗壓力（lì）容（róng）器（qì）至排放。如果需要，可進行第二次清洗。

　　一（yī）旦（dàn）RO係統已用貯水罐中的清潔水完全衝洗後（hòu），就可用預（yù）處理給（gěi）水進行終的低壓衝洗。給水壓力應低於（yú）60psi(4bar)，終衝洗持續進行（háng）直至衝洗水幹淨，且不含任何泡沫和清洗劑殘餘物。通常這需要15~60分鍾。操作人員可用幹（gàn）淨（jìng）的燒瓶取樣，搖勻（yún），監測排放口（kǒu）處衝洗水中（zhōng）洗滌劑和泡沫的殘留情況。洗液的去除情況可用測試電導的方（fāng）法進行，如衝（chōng）洗水至排放出水的電導（dǎo）在（zài）給水電導的10~20%以內，可認為衝洗已接近終點；pH表也可用於測定，來比較衝洗水至排放出水（shuǐ）與給（gěi）水的pH值是否接近。

　　一旦所有級段已清洗幹淨，且化學藥劑也已衝洗掉，RO可重新開（kāi）始置於運行程序中，但初（chū）始的產品水要進行排放（fàng）並監測，直至RO產水可滿（mǎn）足工藝要求(電導、pH值等)。為得到穩定（dìng）的RO產水水質，這一段（duàn）恢複時間有（yǒu）時需（xū）要從幾小（xiǎo）時到幾天，尤其是在經過高pH清洗後（hòu）。

8 反滲透膜的化學（xué）清洗與水衝洗

　　清洗時將清洗溶（róng）液以（yǐ）低壓大流量在膜的高壓側（cè）循環，此時膜元件仍裝在壓力容器內而且需要專門的清洗裝置來完成該工作。

　　清洗反滲透膜元件（jiàn）的一（yī）般步驟：

　　一（yī）、用泵（bèng）將幹淨、無遊離（lí）氯的反滲透產（chǎn）品水從清洗箱(或相應水源)打入壓力容器中並排放幾（jǐ）分鍾。

　　二、用幹淨的產品水在清洗箱中（zhōng）配製清洗液。

　　三、將清洗液在壓力容器中循環1小時或預先設定的時間。

　　四、清（qīng）洗完成以後，排淨清洗箱並進行衝洗，然（rán）後向清洗箱中充滿幹淨的產（chǎn）品（pǐn）水以備下一步衝洗。

　　五、用泵將（jiāng）幹淨、無遊離氯的產（chǎn）品水從清洗箱(或（huò）相應（yīng）水源)打（dǎ）入壓力容器中（zhōng）並排放幾分（fèn）鍾。

　　六、在衝（chōng）洗反滲透係統後，在產品水排放閥打開（kāi）狀（zhuàng）態下運（yùn）行反滲透係統，直到產品（pǐn）水清潔、無泡沫或無清洗劑（jì）(通常15~30分鍾)。