对反渗透膜化学清洗的若干技巧

1、对反渗透膜化学清洗的若干技巧编者按：随着我国污水污染物排放标准的日趋严格、膜材料生产的大规模国产化，越来越多的膜技术应用于市政污水和各种工业污水的处理领域中，膜材料的清洗会直接影响膜的寿命和运行成本。中国水网编辑根据网友ma3g1771 博客中对于膜件清洗的相关内容整理如下，供广大网友参考。对膜件的清洗一般分为物理清洗和化学清洗两种，而化学清洗的频次越高，对膜件的损伤越大，严重影响了膜系统的使用寿命。所以，相关技术人员很难掌握好膜系统的化学清洗。膜清洗频率与预处理措施的完善程度是紧密相关的。预处理越完善，清洗间隔越长；反之，预处理越简单，清洗频率越高。一般膜清洗是遵循（10% 法则） 当校正过

2、的淡水流量与最初200h 运行（压紧发生之后）的流量之比，降低了10% 和（或）观察到压差上升了10%20% 就需进行清洗。尽可能在脱盐率下降显示出来以前采取措施。正规安排的保护性维护清洗不足以保护反渗透系统。譬如，由于预处理设备运行不正常，进水条件在短时间内就会发生变化。反冲洗对于防止大颗粒对某些形式反渗透膜模件的堵塞是有效的。但不是所有的污染都可通过简单的反冲洗就能清除除掉，还需要有周期的化学清洗。化学清洗除需增加药剂和人工费用外，还有个污染问题，所以也不可过频繁，每月不应超过12 次，每次清洗时间约12h 。 化学清洗系统通常包括一台化学混合箱和与之相配的泵、混合器、加热器等。化学清洗常

3、是根据运行经验来决定（可以根据每列设备压降读数与运行时间的关系曲线，或是依据产水量、淡水水质和膜的压降等）。 化学清洗所用的药剂和方法，需根据污染源来决定。下表可供参考，但更应重视和应用本单位的经验。为了保证效果，在化学清洗前要进行冲洗。冲洗前先降压，再用23 倍正常流速的进水冲洗膜，靠流体的搅动作用将污物从膜面从膜面剥离并冲走。然后针对污染特征，选择清洗液对膜进行化学清洗。为了保护反渗透模件，液温最好不超过35· C。 系统若停用5 天以上，最好用甲醛冲洗后再投用。如果系统停用二周或更长一些时间，需用0。 25% 甲醛浸泡，以防微生物在膜中生长。化学药剂最好每周更换一次。针对各种污

4、染物采用的清洗剂详见下表，由于各地水质不同，仅供参考。清洗方案技术一单位：嘉兴发电有限责任公司摘要： 根据嘉兴发电厂反渗透系统的流程、运行情况和多次反渗透膜的清洗经验，对反渗透膜化学清洗方法作了总结，摸索出一套行之有效的常规药品典型清洗方法，并提出了建议，以供同类型水源及设备的厂家作一参考。关键词：反渗透化学清洗污染反渗透膜法水处理工艺是目前公认为水除盐最有效的技术之一。在以地表水作为锅炉水源的大中型火力发电厂，化学除盐水处理中反渗透技术应用越来越广泛。但是由于反渗透膜在正常运行过程中，不可避免地会被无机盐垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染，这些物质沉积在膜表面上，将会引起反渗透装置出力下降或

5、脱盐力下降，因此为了恢复良好的透水和除盐性能，需要对膜进行化学清洗。嘉兴发电厂是浙江地区较早使用反渗透膜法水处理技术的。一期2*300MW 机组的除盐水系统中，通过技改在2000 年安装了两套2*50t/h 的反渗透装置，二期 4*600MW 机组的除盐水系统中安装了二套130 t/h 的反渗透装置。设备投运几年来，反渗透膜的清洗均是由电厂运行独立完成的，本文根据历年的清洗经验，总结出目前行之有效的典型常规药品典型清洗方法，以供同类型水源及设备的厂家作一参考。1 反渗透系系统的流程与运行情况1.1 水特点嘉兴发电厂二期机组使用的水源是来自广陈塘，它是贯穿平湖境内的一条河流，水质特点为低浊度、高

6、有机物，从历年的水质来看，夏季水质较好，每年的1 、 2 、 11 、 12 是水质最差的季节，COD （锰法）最高达到15mg/l 且腐植质、胶体类大分子有机物占较大比例，含盐量在700mg/l 左右，正常情况下，原水的含盐量在400 mg/l 左右。1.2 反渗透设备的进水水质要求反渗透膜采用陶氏公司的CPA3 型抗污染复合膜，对反渗透设备的进水控制要求较严，进水水质为：SDI 4 ， COD 2mg/l ，浊度1NTU ，1.3 反渗透设备的流程根据原水水质及进水水质的控制要求，设计流程为无阀滤池出水 多介质过滤器-活性碳过滤器 精密过滤器（滤芯为4.5 m ） - 高压变频泵- 反渗透

7、 预脱盐水箱- 预脱盐水泵- 后续的离子交换设备，2*130t/h 的反渗透装置膜组件16/9 排列，设计脱盐率 97% ，回收率75% 。1.4 反渗透系统的运行特点与清洗周期2004 年 1 月， 二期 2*130t/h 反渗透装置移交运行，膜进水水质控制在SDI 为 3.5-4之间，浊度小于1NTU ，进水 COD 的含量在活性碳更换初期可达到要求，但有多个月份维持在 3mg/l 左右， 超过进水水质要求，且有时在测定SDI 的膜片上能发现有一层绿色粘状的有机物，一套反渗透装置每月制水量在5 万吨左右。膜的运行特点是随着运行时间的增加，反渗透装置进水压力逐渐升高，透水量降低，出力下降较快

8、，脱盐率无变化，6 个月即达到清洗周期。该系统的运行参数如下：2 反渗透膜清洗2.1 污染物的确定（ 1 ）从系统运行状况来看，表面上系统压差下降不明显，膜的脱盐率无变化，但实际上随着膜的进口压力提高，在同样的浓水排放流量下，膜的进水流量下降较快，导致膜的出力直线下降。因此膜存在严重的污堵现象。（ 2 ）从测定精密过滤器进口SDI 值时看，SDI 测定的过滤膜片上能发现有一层绿色粘状胶体状有机物，表面反渗透预处理系统无法完全去除原水中的有机物，反渗透膜存在有机物污堵。（ 3 ）剖开一期已换下的膜组件看，膜污染的状况主要是以有机物污染为主，无机盐垢很少。2.2 清洗方案的确定根据反渗透膜厂家提供

9、的清洗参考，结合现场实际情况，我们采用了EDTA 碱洗与柠檬酸酸洗相结合的清洗方案。具体如下：1） 系统管路冲洗：采用清洗水泵为动力，用预脱盐水冲洗整个系统管路，包括清洗管路。2） 分段碱洗根据溶液箱及管路体积，配制好1.0% 的 EDTA 二钠盐溶液，并用分析纯的氢氧化钠调节溶液的pH 值为 10.5 左右， 清洗液温度保持在40 左右， 清洗分段进行，先清洗一段，再清洗二段，清洗方向与运行方向一致，清洗采用动态循环与静态浸泡相结合。3） 一二段串联酸洗参照碱洗方案，配制好1% 的柠檬酸溶液，并用分析纯的氨水调节溶液的pH 值为 2.5左右，清洗液温度保持在40 左右， 清洗时一、二段串联酸

10、洗。也采用动态循环与静态浸泡相结合。2.3 清洗的具体实施表现1) 在清洗前检查整个清洗系统有关阀门及管路严密。2) 在碱洗时，每一段循环清洗的时间为1 个小时，然后浸泡2 个小时，如此往复，控制时间为 16 个小时。在清洗过程中，必须控制清洗液的pH 值在 10.5 左右，当清洗液的颜色发黄、发深，出现大量泡沫时，表明清洗效果较好。3) 碱洗结束后，对反渗透系统和清洗管路进行大流量的除盐水冲洗。测定冲洗出水的pH值在 7 左右，方可实施酸洗。一、二段串联酸洗时，也采用动态循环与静态浸泡相结合，循环时间、频率与碱洗一致，有时清洗过程中清洗液的颜色会出现淡红色，这表明反渗透膜中有铁污染，氧化铁与

11、柠檬酸络合成了柠檬酸亚铁胺络合物。4) 清洗结束后用除盐水对整个系统进行冲洗。2.4 清洗后的反渗透运行情况3 总结与建议3.1 对单一污染物的清洗，特别是对表面显示有机物污染的膜系统，采用EDTA 碱洗与酸洗的复合清洗是必要的，只靠碱性配方清洗，效果难以凑效，实际上，较常见的有机物污染物表层可见到胶体或微生物，但下层可能是铁、铝等氧化物或硅酸盐垢。我们在某次清洗中根据膜厂家的建议，只采用了EDTA 碱洗，结果清洗投运后膜的运行压差反升不降，后立即采用柠檬酸酸洗，膜设备投运后一切正常。3.2 采用静态浸泡与动态循环交替清洗，省时省力，效果较好。3.3 膜厂家在清洗配方的推荐时，往往在碱洗时要求

12、加入阴离子表面活性剂，以利于有机物的清洗，但在实际使用时，活性剂会产生大量的泡沫，碱清洗后管道及溶液箱的清洗时间较长，易引起交叉污染，清洗时尽量不要使用。3.4 二期反渗透设备初次投运时，在测定SDI 时，过滤膜片上有细小的石英砂颗粒，后拆开反渗透膜端板，发现膜进口端已有部分砂粒，采用了镊子夹、面团粘附的方法，清除了进口端的砂粒。最后重新安装了机械过滤器和活性碳过滤器的滤料。3.5 膜生物污染的积累会大量增加清洗次数和明显减少膜的性能，使用地表水作为水源的电厂， 虽然定期再生及更换活性碳能一定程度上减小了膜的污染，但有机物的污染还是大大超出我们目前传统预处理设备的控制范围，因此使用更先进的预处

13、理技术如超滤设备迫在眉睫，这可以大大保证反渗透系统的经济与安全性。参考文献：清洗方案技术二概述反渗透在长期运行后，脱盐率，产水量，压差等逐步减小，膜内会沉积着难溶盐，细菌，生物膜的污垢，必须及时地清洗除去，否则会对装置的运行产生较大的影响，特制定此方案。二 . 总则1 .冲洗条件当在下列情形之一发生时应进行清洗： 在正常压力下如产品水流量降至正常值的1015%。 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1015%。 产品水质降低1015%；盐透过率增加1015%。 使用压力增加1015%。 RO 各段间的压差增加明显。2 准备工作3 1 反渗透的化学清洗工作在反渗透一段第一支膜更

14、换后进行。2 2 化学清洗所需药品已准备好。包括NaOH, 盐酸，EDTA-4Na.CH3 CH2 11SO3Na等，同时需要准备好PH 试纸。3 3 反渗透及前面的装置必须具备运行能力，方能在清洗时提供动力及水源。4 4 停下待清洗的反渗透系统，关闭高压泵出口阀，并关闭进反渗透的手动阀。5 5 清洗水箱达到规定水位3 反渗透化学清洗的安全准备工作6 1 个人安全防护用品准备安全帽，防酸碱手套，防酸碱防护面罩。防酸碱围腰，警示标志及志牌及警戒线7 2 技术员、安全员、反渗透化学清洗项目的负责人在作业前，组织相关人员对作业所需的设备。工器具进行认真检查，确保机具设备的安全可靠使用8 化学清洗概述

15、4.1RO 膜组件污染症状及处理方法：见表RO 膜组件污染症状及处理方法1.染物一般特征钙类沉积物1表1 方法（碳酸钙及磷酸钙类 系统压降增加 系统产水量稍降,一般发生于系统第二段用溶液1#清洗系统脱盐率明显下降2.氧化物（铁、镍、铜等）系统压降明显升高系统产水量明显降低3 .各种胶体（铁、有机物及硅胶体系统压降逐渐上升系统产水量逐渐减少4 .硫酸钙（一般发生于系统第二段脱盐率明显下降用溶液1#清洗系统脱盐率明显下降用溶液 2#清洗系统脱盐率明显下降系统压降稍有或适度增加 系统产水量稍有降低5 .有机物沉积 系统压降逐渐升高 系统产水量逐渐降低用溶液2#清洗系统脱盐率可能降低用溶液2#清洗系统

16、，污染严重时用溶液3#清洗6.细菌污染脱盐率可能降低系统压降明显增加系统产水量明显降低依据可能的污染种类选择三种溶液中的一种清洗系统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 升溶液时的加入量PH 调节1# 柠檬酸反渗透产品水（无游离氯）10.16 公斤500 升用氨水调节PH 至 3.02# 三聚磷酸钠EDTA 四钠盐反渗透产品水（无游离氯）10.16公斤4.2 公斤500 升用硫酸调节PH 至 10.03# 三聚磷酸钠十二烷基苯磺酸钠反渗透产品水（无游离氯）10.16公斤1.28 公斤500 升用硫酸调节PH 至 10.0适于不同污染物质的清洗液（

17、%，重量比）表 3主要污染物质推荐清洗液备注无机盐沉淀物0.2%盐酸0.5%磷酸2.0%柠檬酸2.0%MCT103 HCLH3PO4C3H4（OH）（CO2H3）美国 ARGO 公司金属氧化物污染0.5%磷酸1.0%连二亚硫酸钠2.0%柠檬酸2.0%MCT103 H3PO4Na2S2O4美国 ARGO 公司无机胶体沉积物0.1%氢氧化钠：300.025 十二烷基硫酸钠+0.1%氢氧化钠2.0%MCT511 NaOHNa-DDS+ NaOH美国 ARGO 公司微生物胶体污染物0.1%氢氧化钠：300.1%EDTA 钠盐粉+0.1%氢氧化钠2.0%MCT511 NaOHNa-EDTA+ NaOH美

18、国 ARGO 公司有机物污染0.05%十二烷基硫酸钠+0.1%氢氧化钠0.1%三磷酸钠（STP）+1.0%EDTA 钠盐粉2.0%MCT511 Na-DDS+ NaOHNa5P3O10 +Na-EDTA美国 ARGO 公司硅胶体污染0.1%氢氧化钠：30 0.1%EDTA 钠盐粉 +0.1%氢氧化钠 2.0%MCT511 NaOHNa-EDTA+ NaOH美国 ARGO 公司防止生物污染的药品表 4药品名称使用浓度备注次氯酸钠-0.1ppm 因氧化反渗透膜，应谨慎使用有铁等过渡金属元素时不得使用亚硫酸氢钠-0.1ppm 应选用食品级产品，最安全过氧化氢/过乙酸-0.2% 为维持最大杀菌效果和膜

19、的性能和寿命，PH 值应控制 在 3 左右。保持 25以下的温度，以维持膜的盐透过率。有铁等过渡金属元素时不得使用在进行有机物及无机物清洗后使用最好。过乙酸-0.2% 有铁等过渡金属元素时不得使用 在进行有机物及无机物清洗后使用。甲醛0.5-3.0% 该品有一定毒性，不推荐使用，尤其在利用反渗透制造饮用水或纯净水时不能使用。另外，新膜必须在使用24 小时后方能使用之。若系统长期停运时，考虑用之1%混合液作为保护液可以使用。异噻唑啉（Rohm&Haas ）15-25mg/L 可用做长期贮存使用的杀菌剂MCT882（ARGO） 0.2% 贮存期为6 个月，无毒性。三、 RO 膜元件化学清洗方法三阀门动作顺序1 .清洗一段：冲洗阀、清洗一段出水二段进水阀此时作为一段出水、 一二段清洗切换阀、清洗产水阀开，其余阀们关。2 .清洗二段：二段进水总闸阀、清洗一段出水二段进水阀此时作为进水、清洗产水阀、二段浓水阀。其余阀门关。3 .同时清洗一二段：冲洗阀、清洗产水阀、二段浓水阀，其余阀门关。4 .清洗过掳器：二段进水总闸阀、一