超滤膜及反渗透膜在线清洗

一、超滤设备运行及超滤膜的清洗

作为反渗透的预处理设备，超滤设备的运行情况将影响反渗透的运行。由于中水的特点，超滤膜容易被有机物、微生物、金属离子、悬浮物等杂质污染。

1、超滤设备的运行流程超滤设备的流程：中水预处理水→生水箱→自清洗过滤器→超滤→超滤水箱。

2、超滤膜的在线清洗。

超滤膜组件在使用运行过程中，膜表面会被它截留的各种有害杂质所覆盖而形成滤饼层，甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞，使水的透膜压力变大。原水水质的好坏，只能解决膜被污染速度和快慢的问题，而无法从根本上解决污染问题。即使进行预处理，水中少数的杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响。因此，当超滤膜污染到一定程度后，应进行清洗。

（1）污染物的确定超滤运行初期（约半年，水源为城市自来水），运行压差上升较快，抽样打开1根UF端盖，卸下UF膜，发现UF膜端面和外壳有一薄层黄色粘胶状物，此物不能完全溶于HCl或NaOH，但在酸中褪色，判断污染物主要是无机盐垢和胶体污堵。

随着城市中水作为制造除盐水的水源，超滤运行中的污堵加重了，特别是冬季供暖超滤连续运行时，运行压差上升很快，通过检查前置水箱，发现水箱内有腐臭气味、内壁附着物粘滑、颜色为黑黄黑绿，此物质在高浓度NaClO和HCl中可缓慢溶解，判断污染物主要是细菌微生物、有机物和无机盐垢。

（2）超滤膜的在线清洗化学清洗理论上分为六个过程：

A、化学清洗前的物理清洗。

B、清洗剂扩散到污垢表面。

C、渗透扩散进污垢层。

D、清洗反应。

其中包括物化过程：溶化、机械应力和热应力、湿润、浸透、溶胀、收缩、溶剂化作用，抗絮凝作用和吸附作用。

化学过程为：水解作用、胶溶作用、皂化作用、溶解作用、螯合作用、螯合和悬浮，这些反应总是生成一些可溶性产物，至少也能分散一些物质。反应产物减弱了污垢颗粒和膜表面之间的结合力。

E、清洗反应产物转移到膜内表面。

F、产物转移到内表面。

根据超滤膜厂家给出的每运行30min进行一次水反洗、30次水反洗进行一次加HCl和加NaOH+NaClO清洗，反洗流量360t/h的运行方式。

（3）化学清洗药剂的选择一般情况下不管什么污染，应先酸洗后碱洗，或先杀菌后再酸洗、碱洗，效果好。只用碱洗效果不好，先酸洗后碱洗还可以防止溶液PH>9而结垢。

化学清洗药剂是次氯酸钠（NaClO）、氢氧化钠（NaOH）、盐酸（HCl）。

A、加次氯酸钠反洗的目的：杀菌，灭病毒。

B、加氢氧化钠反洗的目的：清洗有机物等杂质。

C、加盐酸反洗的目的：去除膜上的金属离子附着物，如：钙盐、镁盐、铁盐。

（4）清洗方案的确定

由于超滤设备污染特点，超滤膜的污染物主要以有机物、微生物污染、无机盐垢为主，通过长时间研究制定出以HCL清洗和NaOH+NaclO清洗交替清洗方案，即先酸洗再碱洗。超滤设备采用的是反洗集成式化学清洗，是在超滤设备反洗入口管路上添加适当的药品，以保证超滤设备的正常清洗和运行。

在进行超滤设备的化学清洗时，清洗方法必须保证超滤设备中不存在空气，药品的投加浓度，浸泡的温度和时间，并且根据运行设备压差情况，每1～2个月进行一次加强清洗，药剂为正常化学清洗的2倍，浸泡时间视污堵情况而定，一般的浸泡时间不要超过6h。

二、反渗透的运行及膜的清洗

1、反渗透的运行流程

反渗透设备的流程：超滤水箱→5μm过滤器→ 高压泵→ 反渗透→ 反渗透水箱。反渗透设备共3台，每台出力为64.5t/h,采用美国DOW生产的BW30-365FR抗污染膜，9:5 排列。当经超滤装置过滤后的水，经过加入阻垢剂、还原剂，由一级高压泵将压力提升至1.22MPa压力,进入反渗透装置，产品水流入反渗透水箱，浓水排放。

进水水质：电导率在800～1200μs/cm之间，CODCr 11～20mg/L，SDI值3.0～4.0，锶0.6～0.9 mg/L，锰56～85μg/L，钡65μg/L左右 。

2、反渗透膜的在线清洗

正常运行的反渗透设备控制好给水水质，可以延长膜的运行周期，否则膜很快就会受到污染。使用中水后，我公司反渗透设备运行给水SDI约3～3.5，可达4.0左右。在供暖期期间，由于供水量大，反渗透设备运行周期较短、清洗频繁;而在非供暖期，反渗透设备运行周期是供暖期的4～5倍。

（1）污染物的确定

因为使用中水回用水，有机物、无机盐、细菌等含量较高，从系统运行状况来看，特别是在供暖期，在同样的温度、浓水排放流量下，RO设备的一段压差上升明显，即进口压力升高较快，膜的出力下降、膜的脱盐率几乎没有变化，膜存在严重的污堵现象。通过检查前置水箱，发现水箱内有腐臭气味、内壁附着物粘滑、颜色为黄绿色;检查5μ过滤器更换下的滤芯，滤芯主要被黄色粘滑物质所污染，此物质在高浓度NaClO和HCl中可缓慢溶解，判断污染物主要是细菌微生物、有机物和无机盐垢。

（2）反渗透膜清洗标准

反渗透膜清洗时间的确定作为一般原则，当发生下列情形之一时即进行清洗：

A、在正常压力下如产品水流量降了正常值的百分之十；

B、为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了百分之十五；

C、产品水质降低了10%～15%，盐透过率增加了百分之十；

D、反渗透各段间压差比运行初期增加了百分之十五。

衡美水处理通过对反渗透膜运行的状况分析，为了延长膜的寿命，保证产水品质，在不超过额定进水压力、额定温度的前提下运行，当产品水流量降低了正常值的10%～15%时进行清洗。

（3）清洗方案的确定

反渗透污染物主要是细菌微生物、有机物和无机盐垢，结合现场实际情况，考虑到EDTA钠盐可螯合铁，高PH条件下可分解有机物，故确定采用EDTA碱洗、盐酸酸洗、二次EDTA碱洗相结合的清洗方案。具体如下:

A、EDTA碱洗

采用NaOH+Na2-EDTA化学清洗：

用百分之一的NaOH+Na2-EDTA混和药液，PH11～12，对反渗透膜进行循环清洗；

清洗温度30～32℃，清洗进液压力小于0.4 MPa，淡水侧压力0.07MPa；

清洗过程为动态和静态交替进行，即：动态循环1h.，静态浸泡1h，清洗时间20h。

B、盐酸酸洗

采用HCl化学清洗：

用盐酸，PH2～3，对进行反渗透膜循环清洗；

清洗温度28～30℃，清洗进液压力小于0.4 MPa，淡水侧压力0.07MPa；

清洗过程为动态和静态交替进行，即：动态循环1h，静态浸泡1h。清洗时间以盐酸浓度不再降低为止，一般不超过6h。

C、二次EDTA碱洗

采用NaOH+Na2-EDTA化学清洗

用百分之零点一浓度的NaOH+Na2-EDTA混和药液，PH11～12，对反渗透膜进行循环清洗;清洗温度30～32℃，清洗进液压力小于0.4 MPa，淡水侧压力0.07MPa；

清洗过程为动态和静态交替进行，即：动态循环1h.，静态浸泡1h，清洗时间20h。

此步奏视情况而定，若前两次的清洗效果已经达到清洗目的，则此步奏可省略。

（4）反渗透膜清洗的注意事项

控制好PH值和清洗浓度，特别是使用酸清洗时，要保证PH值不小于2.0。另外，尽量避免长时间的浸泡于PH值低于2.0的清洗液中，尤其在高温情况下。

在清洗过程中，清洗液与污染物反应，浓度会降低，因此在清洗过程中要始终保持清洗浓度在要求的范围内。

三、结束

超滤、反渗透技术作为高科技水处理技术，具有特殊的优越性，可以大幅度降低再生剂用量，减少废液的排放量有利于环境保护，降低运行人员的劳动强度。

虽然在使用中会出现一些污染问题，只要发现及时，对污染物进行正确的化学分析，选择科学的清洗剂及清洗方法，还是可以解决问题的。应强调的是对于设计合理、运行操作正确的超滤、反渗透系统是无需频繁清洗的。

膜的清洗是一项新技术，膜的污染又有很强的地域水源性，在理论和实践中需要不断探索、完善，形成一套规范的清洗技术。近几年来，水处理应用之际取得了跨越式的发展，重要的标志是膜技术的大量应用。膜技术用于水处理工程，工艺简单、运行维护方便、绿色环保、产品水质量稳定可靠，受到了普遍的欢迎。

超滤、反渗透和电除盐是目前水处理领域中常用的三种膜分离技术，与传统混凝、澄清、过滤、除盐技术相比，称之为新的水处理技术。