對反滲透膜化學(xué)清洗的若干技巧

1、對反滲透膜化學(xué)清洗的若干技巧編者按：隨著我國污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格、膜材料生產(chǎn)的大規(guī)模國產(chǎn)化，越來越多的膜技術(shù)應(yīng)用于市政污水和各種工業(yè)污水的處理領(lǐng)域中，膜材料的清洗會直接影響膜的壽命和運(yùn)行成本。中國水網(wǎng)編輯根據(jù)網(wǎng)友ma3g1771 博客中對于膜件清洗的相關(guān)內(nèi)容整理如下，供廣大網(wǎng)友參考。對膜件的清洗一般分為物理清洗和化學(xué)清洗兩種，而化學(xué)清洗的頻次越高，對膜件的損傷越大，嚴(yán)重影響了膜系統(tǒng)的使用壽命。所以，相關(guān)技術(shù)人員很難掌握好膜系統(tǒng)的化學(xué)清洗。膜清洗頻率與預(yù)處理措施的完善程度是緊密相關(guān)的。預(yù)處理越完善，清洗間隔越長；反之，預(yù)處理越簡單，清洗頻率越高。一般膜清洗是遵循（10% 法則） 當(dāng)校正過

2、的淡水流量與最初200h 運(yùn)行（壓緊發(fā)生之后）的流量之比，降低了10% 和（或）觀察到壓差上升了10%20% 就需進(jìn)行清洗。盡可能在脫鹽率下降顯示出來以前采取措施。正規(guī)安排的保護(hù)性維護(hù)清洗不足以保護(hù)反滲透系統(tǒng)。譬如，由于預(yù)處理設(shè)備運(yùn)行不正常，進(jìn)水條件在短時間內(nèi)就會發(fā)生變化。反沖洗對于防止大顆粒對某些形式反滲透膜模件的堵塞是有效的。但不是所有的污染都可通過簡單的反沖洗就能清除除掉，還需要有周期的化學(xué)清洗?；瘜W(xué)清洗除需增加藥劑和人工費(fèi)用外，還有個污染問題，所以也不可過頻繁，每月不應(yīng)超過12 次，每次清洗時間約12h 。 化學(xué)清洗系統(tǒng)通常包括一臺化學(xué)混合箱和與之相配的泵、混合器、加熱器等?；瘜W(xué)清洗常

3、是根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗來決定（可以根據(jù)每列設(shè)備壓降讀數(shù)與運(yùn)行時間的關(guān)系曲線，或是依據(jù)產(chǎn)水量、淡水水質(zhì)和膜的壓降等）。 化學(xué)清洗所用的藥劑和方法，需根據(jù)污染源來決定。下表可供參考，但更應(yīng)重視和應(yīng)用本單位的經(jīng)驗。為了保證效果，在化學(xué)清洗前要進(jìn)行沖洗。沖洗前先降壓，再用23 倍正常流速的進(jìn)水沖洗膜，靠流體的攪動作用將污物從膜面從膜面剝離并沖走。然后針對污染特征，選擇清洗液對膜進(jìn)行化學(xué)清洗。為了保護(hù)反滲透模件，液溫最好不超過35· C。 系統(tǒng)若停用5 天以上，最好用甲醛沖洗后再投用。如果系統(tǒng)停用二周或更長一些時間，需用0。 25% 甲醛浸泡，以防微生物在膜中生長?；瘜W(xué)藥劑最好每周更換一次。針對各種污

4、染物采用的清洗劑詳見下表，由于各地水質(zhì)不同，僅供參考。清洗方案技術(shù)一單位：嘉興發(fā)電有限責(zé)任公司摘要： 根據(jù)嘉興發(fā)電廠反滲透系統(tǒng)的流程、運(yùn)行情況和多次反滲透膜的清洗經(jīng)驗，對反滲透膜化學(xué)清洗方法作了總結(jié)，摸索出一套行之有效的常規(guī)藥品典型清洗方法，并提出了建議，以供同類型水源及設(shè)備的廠家作一參考。關(guān)鍵詞：反滲透化學(xué)清洗污染反滲透膜法水處理工藝是目前公認(rèn)為水除鹽最有效的技術(shù)之一。在以地表水作為鍋爐水源的大中型火力發(fā)電廠，化學(xué)除鹽水處理中反滲透技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。但是由于反滲透膜在正常運(yùn)行過程中，不可避免地會被無機(jī)鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質(zhì)沉積在膜表面上，將會引起反滲透裝置出力下降或

5、脫鹽力下降，因此為了恢復(fù)良好的透水和除鹽性能，需要對膜進(jìn)行化學(xué)清洗。嘉興發(fā)電廠是浙江地區(qū)較早使用反滲透膜法水處理技術(shù)的。一期2*300MW 機(jī)組的除鹽水系統(tǒng)中，通過技改在2000 年安裝了兩套2*50t/h 的反滲透裝置，二期 4*600MW 機(jī)組的除鹽水系統(tǒng)中安裝了二套130 t/h 的反滲透裝置。設(shè)備投運(yùn)幾年來，反滲透膜的清洗均是由電廠運(yùn)行獨(dú)立完成的，本文根據(jù)歷年的清洗經(jīng)驗，總結(jié)出目前行之有效的典型常規(guī)藥品典型清洗方法，以供同類型水源及設(shè)備的廠家作一參考。1 反滲透系系統(tǒng)的流程與運(yùn)行情況1.1 水特點嘉興發(fā)電廠二期機(jī)組使用的水源是來自廣陳塘，它是貫穿平湖境內(nèi)的一條河流，水質(zhì)特點為低濁度、高

6、有機(jī)物，從歷年的水質(zhì)來看，夏季水質(zhì)較好，每年的1 、 2 、 11 、 12 是水質(zhì)最差的季節(jié)，COD （錳法）最高達(dá)到15mg/l 且腐植質(zhì)、膠體類大分子有機(jī)物占較大比例，含鹽量在700mg/l 左右，正常情況下，原水的含鹽量在400 mg/l 左右。1.2 反滲透設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)要求反滲透膜采用陶氏公司的CPA3 型抗污染復(fù)合膜，對反滲透設(shè)備的進(jìn)水控制要求較嚴(yán)，進(jìn)水水質(zhì)為：SDI 4 ， COD 2mg/l ，濁度1NTU ，1.3 反滲透設(shè)備的流程根據(jù)原水水質(zhì)及進(jìn)水水質(zhì)的控制要求，設(shè)計流程為無閥濾池出水 多介質(zhì)過濾器-活性碳過濾器 精密過濾器（濾芯為4.5 m ） - 高壓變頻泵- 反滲透

7、 預(yù)脫鹽水箱- 預(yù)脫鹽水泵- 后續(xù)的離子交換設(shè)備，2*130t/h 的反滲透裝置膜組件16/9 排列，設(shè)計脫鹽率 97% ，回收率75% 。1.4 反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行特點與清洗周期2004 年 1 月， 二期 2*130t/h 反滲透裝置移交運(yùn)行，膜進(jìn)水水質(zhì)控制在SDI 為 3.5-4之間，濁度小于1NTU ，進(jìn)水 COD 的含量在活性碳更換初期可達(dá)到要求，但有多個月份維持在 3mg/l 左右， 超過進(jìn)水水質(zhì)要求，且有時在測定SDI 的膜片上能發(fā)現(xiàn)有一層綠色粘狀的有機(jī)物，一套反滲透裝置每月制水量在5 萬噸左右。膜的運(yùn)行特點是隨著運(yùn)行時間的增加，反滲透裝置進(jìn)水壓力逐漸升高，透水量降低，出力下降較快

8、，脫鹽率無變化，6 個月即達(dá)到清洗周期。該系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)如下：2 反滲透膜清洗2.1 污染物的確定（ 1 ）從系統(tǒng)運(yùn)行狀況來看，表面上系統(tǒng)壓差下降不明顯，膜的脫鹽率無變化，但實際上隨著膜的進(jìn)口壓力提高，在同樣的濃水排放流量下，膜的進(jìn)水流量下降較快，導(dǎo)致膜的出力直線下降。因此膜存在嚴(yán)重的污堵現(xiàn)象。（ 2 ）從測定精密過濾器進(jìn)口SDI 值時看，SDI 測定的過濾膜片上能發(fā)現(xiàn)有一層綠色粘狀膠體狀有機(jī)物，表面反滲透預(yù)處理系統(tǒng)無法完全去除原水中的有機(jī)物，反滲透膜存在有機(jī)物污堵。（ 3 ）剖開一期已換下的膜組件看，膜污染的狀況主要是以有機(jī)物污染為主，無機(jī)鹽垢很少。2.2 清洗方案的確定根據(jù)反滲透膜廠家提供

9、的清洗參考，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，我們采用了EDTA 堿洗與檸檬酸酸洗相結(jié)合的清洗方案。具體如下：1） 系統(tǒng)管路沖洗：采用清洗水泵為動力，用預(yù)脫鹽水沖洗整個系統(tǒng)管路，包括清洗管路。2） 分段堿洗根據(jù)溶液箱及管路體積，配制好1.0% 的 EDTA 二鈉鹽溶液，并用分析純的氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的pH 值為 10.5 左右， 清洗液溫度保持在40 左右， 清洗分段進(jìn)行，先清洗一段，再清洗二段，清洗方向與運(yùn)行方向一致，清洗采用動態(tài)循環(huán)與靜態(tài)浸泡相結(jié)合。3） 一二段串聯(lián)酸洗參照堿洗方案，配制好1% 的檸檬酸溶液，并用分析純的氨水調(diào)節(jié)溶液的pH 值為 2.5左右，清洗液溫度保持在40 左右， 清洗時一、二段串聯(lián)酸

10、洗。也采用動態(tài)循環(huán)與靜態(tài)浸泡相結(jié)合。2.3 清洗的具體實施表現(xiàn)1) 在清洗前檢查整個清洗系統(tǒng)有關(guān)閥門及管路嚴(yán)密。2) 在堿洗時，每一段循環(huán)清洗的時間為1 個小時，然后浸泡2 個小時，如此往復(fù)，控制時間為 16 個小時。在清洗過程中，必須控制清洗液的pH 值在 10.5 左右，當(dāng)清洗液的顏色發(fā)黃、發(fā)深，出現(xiàn)大量泡沫時，表明清洗效果較好。3) 堿洗結(jié)束后，對反滲透系統(tǒng)和清洗管路進(jìn)行大流量的除鹽水沖洗。測定沖洗出水的pH值在 7 左右，方可實施酸洗。一、二段串聯(lián)酸洗時，也采用動態(tài)循環(huán)與靜態(tài)浸泡相結(jié)合，循環(huán)時間、頻率與堿洗一致，有時清洗過程中清洗液的顏色會出現(xiàn)淡紅色，這表明反滲透膜中有鐵污染，氧化鐵與

11、檸檬酸絡(luò)合成了檸檬酸亞鐵胺絡(luò)合物。4) 清洗結(jié)束后用除鹽水對整個系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。2.4 清洗后的反滲透運(yùn)行情況3 總結(jié)與建議3.1 對單一污染物的清洗，特別是對表面顯示有機(jī)物污染的膜系統(tǒng)，采用EDTA 堿洗與酸洗的復(fù)合清洗是必要的，只靠堿性配方清洗，效果難以湊效，實際上，較常見的有機(jī)物污染物表層可見到膠體或微生物，但下層可能是鐵、鋁等氧化物或硅酸鹽垢。我們在某次清洗中根據(jù)膜廠家的建議，只采用了EDTA 堿洗，結(jié)果清洗投運(yùn)后膜的運(yùn)行壓差反升不降，后立即采用檸檬酸酸洗，膜設(shè)備投運(yùn)后一切正常。3.2 采用靜態(tài)浸泡與動態(tài)循環(huán)交替清洗，省時省力，效果較好。3.3 膜廠家在清洗配方的推薦時，往往在堿洗時要求

12、加入陰離子表面活性劑，以利于有機(jī)物的清洗，但在實際使用時，活性劑會產(chǎn)生大量的泡沫，堿清洗后管道及溶液箱的清洗時間較長，易引起交叉污染，清洗時盡量不要使用。3.4 二期反滲透設(shè)備初次投運(yùn)時，在測定SDI 時，過濾膜片上有細(xì)小的石英砂顆粒，后拆開反滲透膜端板，發(fā)現(xiàn)膜進(jìn)口端已有部分砂粒，采用了鑷子夾、面團(tuán)粘附的方法，清除了進(jìn)口端的砂粒。最后重新安裝了機(jī)械過濾器和活性碳過濾器的濾料。3.5 膜生物污染的積累會大量增加清洗次數(shù)和明顯減少膜的性能，使用地表水作為水源的電廠， 雖然定期再生及更換活性碳能一定程度上減小了膜的污染，但有機(jī)物的污染還是大大超出我們目前傳統(tǒng)預(yù)處理設(shè)備的控制范圍，因此使用更先進(jìn)的預(yù)處

13、理技術(shù)如超濾設(shè)備迫在眉睫，這可以大大保證反滲透系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與安全性。參考文獻(xiàn)：清洗方案技術(shù)二概述反滲透在長期運(yùn)行后，脫鹽率，產(chǎn)水量，壓差等逐步減小，膜內(nèi)會沉積著難溶鹽，細(xì)菌，生物膜的污垢，必須及時地清洗除去，否則會對裝置的運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響，特制定此方案。二 . 總則1 .沖洗條件當(dāng)在下列情形之一發(fā)生時應(yīng)進(jìn)行清洗： 在正常壓力下如產(chǎn)品水流量降至正常值的1015%。 為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加了1015%。 產(chǎn)品水質(zhì)降低1015%；鹽透過率增加1015%。 使用壓力增加1015%。 RO 各段間的壓差增加明顯。2 準(zhǔn)備工作3 1 反滲透的化學(xué)清洗工作在反滲透一段第一支膜更

14、換后進(jìn)行。2 2 化學(xué)清洗所需藥品已準(zhǔn)備好。包括NaOH, 鹽酸，EDTA-4Na.CH3 CH2 11SO3Na等，同時需要準(zhǔn)備好PH 試紙。3 3 反滲透及前面的裝置必須具備運(yùn)行能力，方能在清洗時提供動力及水源。4 4 停下待清洗的反滲透系統(tǒng)，關(guān)閉高壓泵出口閥，并關(guān)閉進(jìn)反滲透的手動閥。5 5 清洗水箱達(dá)到規(guī)定水位3 反滲透化學(xué)清洗的安全準(zhǔn)備工作6 1 個人安全防護(hù)用品準(zhǔn)備安全帽，防酸堿手套，防酸堿防護(hù)面罩。防酸堿圍腰，警示標(biāo)志及志牌及警戒線7 2 技術(shù)員、安全員、反滲透化學(xué)清洗項目的負(fù)責(zé)人在作業(yè)前，組織相關(guān)人員對作業(yè)所需的設(shè)備。工器具進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保機(jī)具設(shè)備的安全可靠使用8 化學(xué)清洗概述

15、4.1RO 膜組件污染癥狀及處理方法：見表RO 膜組件污染癥狀及處理方法1.染物一般特征鈣類沉積物1表1 方法（碳酸鈣及磷酸鈣類 系統(tǒng)壓降增加 系統(tǒng)產(chǎn)水量稍降,一般發(fā)生于系統(tǒng)第二段用溶液1#清洗系統(tǒng)脫鹽率明顯下降2.氧化物（鐵、鎳、銅等）系統(tǒng)壓降明顯升高系統(tǒng)產(chǎn)水量明顯降低3 .各種膠體（鐵、有機(jī)物及硅膠體系統(tǒng)壓降逐漸上升系統(tǒng)產(chǎn)水量逐漸減少4 .硫酸鈣（一般發(fā)生于系統(tǒng)第二段脫鹽率明顯下降用溶液1#清洗系統(tǒng)脫鹽率明顯下降用溶液 2#清洗系統(tǒng)脫鹽率明顯下降系統(tǒng)壓降稍有或適度增加 系統(tǒng)產(chǎn)水量稍有降低5 .有機(jī)物沉積 系統(tǒng)壓降逐漸升高 系統(tǒng)產(chǎn)水量逐漸降低用溶液2#清洗系統(tǒng)脫鹽率可能降低用溶液2#清洗系統(tǒng)

16、，污染嚴(yán)重時用溶液3#清洗6.細(xì)菌污染脫鹽率可能降低系統(tǒng)壓降明顯增加系統(tǒng)產(chǎn)水量明顯降低依據(jù)可能的污染種類選擇三種溶液中的一種清洗系統(tǒng)4.2 RO 膜元件清洗液配方RO 膜元件清洗液配方表表 2清洗液成 份配制 500 升溶液時的加入量PH 調(diào)節(jié)1# 檸檬酸反滲透產(chǎn)品水（無游離氯）10.16 公斤500 升用氨水調(diào)節(jié)PH 至 3.02# 三聚磷酸鈉EDTA 四鈉鹽反滲透產(chǎn)品水（無游離氯）10.16公斤4.2 公斤500 升用硫酸調(diào)節(jié)PH 至 10.03# 三聚磷酸鈉十二烷基苯磺酸鈉反滲透產(chǎn)品水（無游離氯）10.16公斤1.28 公斤500 升用硫酸調(diào)節(jié)PH 至 10.0適于不同污染物質(zhì)的清洗液（

17、%，重量比）表 3主要污染物質(zhì)推薦清洗液備注無機(jī)鹽沉淀物0.2%鹽酸0.5%磷酸2.0%檸檬酸2.0%MCT103 HCLH3PO4C3H4（OH）（CO2H3）美國 ARGO 公司金屬氧化物污染0.5%磷酸1.0%連二亞硫酸鈉2.0%檸檬酸2.0%MCT103 H3PO4Na2S2O4美國 ARGO 公司無機(jī)膠體沉積物0.1%氫氧化鈉：300.025 十二烷基硫酸鈉+0.1%氫氧化鈉2.0%MCT511 NaOHNa-DDS+ NaOH美國 ARGO 公司微生物膠體污染物0.1%氫氧化鈉：300.1%EDTA 鈉鹽粉+0.1%氫氧化鈉2.0%MCT511 NaOHNa-EDTA+ NaOH美

18、國 ARGO 公司有機(jī)物污染0.05%十二烷基硫酸鈉+0.1%氫氧化鈉0.1%三磷酸鈉（STP）+1.0%EDTA 鈉鹽粉2.0%MCT511 Na-DDS+ NaOHNa5P3O10 +Na-EDTA美國 ARGO 公司硅膠體污染0.1%氫氧化鈉：30 0.1%EDTA 鈉鹽粉 +0.1%氫氧化鈉 2.0%MCT511 NaOHNa-EDTA+ NaOH美國 ARGO 公司防止生物污染的藥品表 4藥品名稱使用濃度備注次氯酸鈉-0.1ppm 因氧化反滲透膜，應(yīng)謹(jǐn)慎使用有鐵等過渡金屬元素時不得使用亞硫酸氫鈉-0.1ppm 應(yīng)選用食品級產(chǎn)品，最安全過氧化氫/過乙酸-0.2% 為維持最大殺菌效果和膜

19、的性能和壽命，PH 值應(yīng)控制 在 3 左右。保持 25以下的溫度，以維持膜的鹽透過率。有鐵等過渡金屬元素時不得使用在進(jìn)行有機(jī)物及無機(jī)物清洗后使用最好。過乙酸-0.2% 有鐵等過渡金屬元素時不得使用 在進(jìn)行有機(jī)物及無機(jī)物清洗后使用。甲醛0.5-3.0% 該品有一定毒性，不推薦使用，尤其在利用反滲透制造飲用水或純凈水時不能使用。另外，新膜必須在使用24 小時后方能使用之。若系統(tǒng)長期停運(yùn)時，考慮用之1%混合液作為保護(hù)液可以使用。異噻唑啉（Rohm&Haas ）15-25mg/L 可用做長期貯存使用的殺菌劑MCT882（ARGO） 0.2% 貯存期為6 個月，無毒性。三、 RO 膜元件化學(xué)清洗方法三閥門動作順序1 .清洗一段：沖洗閥、清洗一段出水二段進(jìn)水閥此時作為一段出水、 一二段清洗切換閥、清洗產(chǎn)水閥開，其余閥們關(guān)。2 .清洗二段：二段進(jìn)水總閘閥、清洗一段出水二段進(jìn)水閥此時作為進(jìn)水、清洗產(chǎn)水閥、二段濃水閥。其余閥門關(guān)。3 .同時清洗一二段：沖洗閥、清洗產(chǎn)水閥、二段濃水閥，其余閥門關(guān)。4 .清洗過擄器：二段進(jìn)水總閘閥、一