反渗透膜元件化学清洗方案

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项污水处理的专业知识——反渗透膜元件的清洗。                          

一、清洗条件判断和清洗药剂

1、清洗条件

在正常操作过程中，反渗透膜元件内的膜片会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性的有机物质的污染。操作过程中这些污染物质沉积在膜表面，导致标准化后的产水流量和系统脱盐率分别下降或同时恶化。当出现下列情况时，需要清洗膜元件：

标准化产水量降低10%以上

进水和浓水之间的标准化压差上升了15%

标准化透盐率增加5%以上

以上的标准比较条件取自系统经过最初48小时运行时的操作性能。

2、微生物控制

在反渗透系统中，膜的生物污染是一种广泛出现的问题，由于反渗透应用的领域很广，所以对于膜生物污染的解决办法也变得比较复杂，例如，对于锅炉用水的反渗透系统的生物污染可接受标准与半导体厂的标准不一样，电厂人员可能用压差来反映生物污染的程度。

尽管他们的要求不同，但有一点是共同的，就是需要一个有效的办法来控制系统中的生物增长。

标准的清洗方法对于生物污染显得不太有效，高压差也会导致膜元件的损害，同时增加清洗的次数，降低产品水的水质。那么该如何解决这个问题呢？

当清洗任何一种污染物时，最后一层污垢应该是最先被清洗的，因为生物污染是长时间形成的，所以从推断上讲膜的典型污垢（颗粒、粘泥）是包在生物污垢中的。

减少膜的生物污染会减少压差，恢复膜表面的湍流。膜表面的湍流可以使微笑颗粒悬浮在水中，这种湍流是由膜内部的进水隔网产生的，当进水隔网污堵后，它就不会产生足够的湍流来使污染物保持在水中。

湍流的减弱会使颗粒和其他悬浮物沉降下来并被生物粘膜吸附，在这种条件下变成不可恢复的膜污染，这种情况发生的条件是生物污染使膜表面的湍流不能有效的清洁膜表面。

一旦生物粘膜形成后，它就变成一种自我支撑的结构并吸附水中有机和无机的杂质，所以生物污垢的结构通常是比较复杂的。有机污染物吸附无机物质后会使细菌群的支撑结构更牢固。

生物粘膜是一种活的有机体，每个细胞都支撑着整个有机体，包括死亡的细胞也是下一代细胞的养料。

因此有效的生物控制不仅仅抑制细菌的生长，也包括从膜表面除去死亡的细胞。在细菌生长的早期，如果能破坏细菌的膜表面的连接，那么活体细菌可部分除去。

但在大多数条件下，初期的细菌生长往往不能被检测出来知道第二阶段。这时细菌已经有几层的厚度了，在这个阶段出去细菌时会遇到细菌的抵抗，它们会分泌出一种胶状的物质来保护自己，这种物质使清洗变得更加困难。

下面是一个非常有效的处理方法，其中包括三个部分。

第一步：清洁整个系统

膜表面的粘膜必须除去，可以用一种低pH值的清洗剂循环清洗系统，这种清洗液可以打破细胞的保护措施并使清洗液渗透进污垢内层。

第二步：清洗生物污染

第一步留下了死亡的细菌，这是下一代细菌的食物，所以必须除去，可以用一种高pH值的清洗剂来去除污染物，溶液温度控制在35摄氏度到40摄氏度时可以达到最佳效果。

第三步：控制生物增长

用杀菌剂每一周到两周投加以防止生物再生长。药剂投加时间为20到30分钟，在这期间产品水和浓水必须放掉。然后用清水冲洗15分钟就可以恢复生产。这里使用的杀菌剂是反渗透膜使用的专用配方。这是目前唯一的既与膜相容又达到环保安全的产品。

这种处理方案的效果可以处理后的结果明显看出来，这个方案所带来的益处是清洗周期的延长及恢复原始的操作状态。清洗结果数据应进行标准化。

3、清洗药剂

酸洗：柠檬酸浓度2%（W）

HCL                调节PH在2.5~3.0

碱洗：三聚磷酸钠浓度2%(W)

四钠盐浓度2%(W)

十二烷基磺酸钠浓度0.025%(W)

NaOH调节PH在10.0 ~10.5

杀菌：MBC781

二、反渗透膜元件清洗

1、清洗前准备工作

确保清洗装置无故障（无泄漏、阀门正常、滤芯、清洗泵、端板等）；

做好记录（膜元件编号、外观、重量等有价值信息）。

2、清洗流程

酸洗→碱洗→杀菌→碱洗→投运

3、清洗步骤：

（1）酸清洗

配制2%酸性清洗液，并用盐酸调节pH=2.5-3.0。

自打循环，将药液混合均匀。

低流量打入系统循环，循环10min。

循环浸泡，每20分钟测pH值。

排掉清洗液，并用反渗透产品水冲洗系统，直至产水电导接近合格。

（2）碱清洗

配制2%碱性清洗液，并用氢氧化钠调节pH=11.0-11.5。

自打循环，将药液混合均匀。

低流量打入系统循环，循环10min。

循环浸泡，每20分钟测pH值。看清洗情况可浸泡过夜。

排掉清洗液，并用反渗透产品水冲洗系统，直至产水电导接近合格。

（3）杀菌

配制非氧化型杀菌剂。

自打循环，将药液混合均匀。

杀菌后排掉，冲洗系统。

（4）注意事项

清洗药液在打入系统前要充分混合均匀。

清洗过程中清洗液变脏，要及时更换清洗药液。

清洗时20min测一次pH，如果有0.5幅度的变化要及时调节pH值；

进水压力不大于0.35MPa。

产水回流阀保持打开状态避免背压。

根据污染情况可采取分段清洗，酸洗阶段重点清洗二段，碱洗阶段重点清洗一段。

三、化学清洗建议

为了保证清洗获得较好的效果，建议注意如下细节：

1、端板检查

针对现场运行数据分析，如果发现反渗透二段压差有明显上升，建议拆开二段浓水侧端板如发现白色结垢物质，可以基本确定二段膜元件结垢的可能。

拆开一段进水侧端板若可以闻到明显的腥味、且压力容器内壁有滑腻的感觉，则判断为微生物污染。同时查看膜元件浓水密封圈上有无明显异物，发现颗粒物、橡胶碎片等杂物时及时清除。

2、清洗液温度

对于反渗透化学清洗，酸洗阶段可通过降低pH的办法来消除低温度带来的影响，但是碱洗阶段通过提高pH则无法从根本上消除低温对清洗效果的影响。

建议增加加温摄氏，如果清洗液的温度能保持在30摄氏度左右，则能有效增加碱洗效果，从而进一步降低一段压差。

3、循环浸泡

对于污染较轻的系统，通过清洗液的循环既能达到清洗的目的。对于污染较重的系统，特别是压力容器较多的系统，单个的压力容器污染情况不同，会出现个别压力容器中的膜元件污染较重的情况。如果只是采取循环的步骤，可能出现清洗液偏流的现象，这时需要采取清洗药剂循环和浸泡相结合的方式来进行彻底的化洗清洗。

4、清洗保安过滤器滤芯

化学清洗的目的是通过药剂和污染物反应并通过清洗药剂的循环将脱落下来的污染物带出反渗透系统，如果清洗保安过滤器滤芯不能将清洗下来的污染物截留下来，就会造成清洗下来的污染物再次随清洗药剂循环到反渗透系统本身。当清洗压力较高时，污染物有再次被压实到膜脱盐层的风险，同时，较大的污染物进入到膜片进水通道时也将划伤膜片。所以，在化学清洗时，发现清洗保安过滤器进、出口压差过大时，要及时更换新的清洗保安过滤器滤芯。

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