反滲透設備的清洗和維護

反滲透裝置在長期運行中，膜表麵會逐漸積累各種汙染物，如膠體、微生物、無機物垢、金屬氧化物等。這些物質沉積在膜表麵上，會引起反滲透裝置性能的下降。為了恢複膜的性能，需對膜進行化學清洗和消毒。

一、清洗的判斷標準

反滲透係統運行過程中，必須密切注意係統的脫鹽率、濃水量、透過水量以及膜組件給水側進出口壓差的變化，盡早發現問題，並根據原水分析報告預測可能發生的汙染，調整預處理方法和變更操作條件。

1、當出現下列情形之一時需對膜元件進行化學清洗：

（1）標準化後鹽的透過率增加10％～15％；

（2）標準化後透過液流量降低10％～15％；

（3）進水和濃水的壓差△p較基準狀況上升了15％（基準狀況為反滲透設備最初24～48h的操作參數或上次清洗後的操作參數），各段壓力差增加15％；

（4）作為日常維護，一般在正常運行3～6個月後；

（5）需長期停用，在用保護液進行保護前。

二、膜汙染特征和清洗藥劑

1、膜汙染特征

反滲透膜麵上常見的汙染物有金屬氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、膠體、微生物、有機物等，不同的膜汙染物表現出不同的特征。

2、膜清洗劑

不同的膜生產廠商對上述汙染物采用的清洗藥劑不完全相同。具體的清洗方式或專用清洗劑參照膜廠商的技術手冊。但一般來說，酸清洗除去無機沉澱物如金屬氧化物、碳酸鹽，pH值調至2～4；堿清洗除去有機物、微生物，一般pH值調至10～12。常用化學清洗試劑如下。

（1）酸  

HCl、H2S04、H3P04、檸檬酸、草酸等。其中檸檬酸較常用，其缺點是

Fe2+形成難溶化合物，需要用氨水調節pH＝4，使Fe2+形成易溶的鐵銨檸檬酸鹽來解決。

（2）堿  

有P03-4、C02-3和OH-等，對汙染物有鬆弛、乳化和分散作用，與表麵活性

劑一起對油、脂、汙物和生物物質有去除作用；另外對Si02—也有一定的效果。

（3）螯合劑  

最常用的為EDTA，與Ca2+、Mg2-、Ba2+、Fe2+等形成易溶的絡合物，故對堿土金屬的硫酸鹽很有效，其他螯合劑有磷羧酸、葡萄糖酸等。

（4）表麵活性劑  

可降低膜的表麵張力，起濕潤、增溶、分散和去汙作用，最常用的為非離子表麵活性劑，如TritonX-100，但應注意目前複合膜與TritonX-100不相溶。

（5）酶  

主要有蛋白酶等，有利於有機物的分解。

三、清洗裝置

一般的清洗裝置由清洗箱、清洗泵、5～l0μm保安過濾器、管道、閥門和控製儀表（壓力表、流量表、溫度計）等組成。特殊要求時，清洗箱可裝上加熱或冷卻裝置。

1、清洗箱

清洗箱應用耐腐蝕材料，如聚丙烯、玻璃鋼等製作。清洗箱的容積根據一次清洗的壓力容器的體積、清洗回路的管件和濾器等的容積來確定。

【例4-1】  反滲透裝置有8個￠8”壓力容器，每個壓力容器內裝6個40”長的膜元件，試計算清洗箱的體積。

解：每個壓力容器的體積

8個壓力容器的容積  V8＝0．194×8＝1．552m³。

假設使用DN80mm管徑30m清洗管道，管道內儲水的體積

總體積  V＝V8+Vp＝1.552+0.151＝1．703m³

考慮到未預見因素，總體積乘以係數1．2，即總體積V總＝1.703×1．2＝2．04m³

2、清洗泵

清洗泵通常是316不鏽鋼離心泵或玻璃鋼泵。清洗泵的揚程應考慮保安過濾器的壓降、管道的阻力損失等，一般選用壓力為0．3—0．5MPa。

膜廠商對不同規格的膜組件的清洗流速有一規定的範圍。如￠8”膜元件的清洗流量為6.8～9．1m³/h，壓力容器並聯4根，清洗泵流量為（6.8～9.1）×4＝27.2～36.4m³／h。

3、保安過濾器

該過濾器用以除去清洗下來的沉澱物。大小由清洗流量而定。

四、一般清洗步驟

1、用反滲透產水配置清洗液，檢查溶液的pH值，在清洗之前，要確定所有的藥劑都溶解並攪拌均勻。

2、溶液混合完畢後，以合適的流量和壓力開始清洗，清洗液在最初的幾分鍾排入地溝，然後再循環。    ，

3、清洗過程中要注意清洗液的升溫情況，觀察清洗液顏色的變化，如清洗液變色或變得較渾濁，則需重新配置清洗液。在酸清洗時要注意pH值，如pH值升高o．5個單位，則必須再加酸。

4、停泵，使元件浸泡在溶液中1h左右。

5、再循環，時間為30～40min。

6、清洗完畢後，以反滲透產水或預處理出水衝洗出殘餘的清洗液。

7、衝洗結束，按規定的運行方式運行，最初產水排放至少10min。

五、反滲透設備的清洗範例

參考下述的清洗條件、清洗順序、清洗藥劑量及藥液濃度後進行實施。

1、清洗條件

（1）酸洗

A、檸檬酸洗淨  

2％水溶液；

pH值2～4（用氨水溶液調整pH值）；

低壓，希望2kg/cm2以下；

水溫常溫；

時間1h／段，希望浸泡1夜。

B、草酸洗淨  

2％水溶液；

pH值2～4（用氨水溶液調整pH值）；

低壓，希望2kg/cm2以下；

水溫常溫；

時間1h／段，希望浸泡1夜。

（2）洗滌劑洗淨  

JS-200洗滌劑洗淨；

5％水溶液（原液為100％）；

pH值7～10（用氨水溶液調整pH值）；

低壓，希望2kg/cm2以下；

水溫常溫，希望為30～40℃；

時間，1h/段，希望浸泡1夜。

2、清洗順序

（1）第1日

 A、酸洗  

酸洗液為檸檬酸2％水溶液，pH值2—4（用氨水溶液調整pH值）；草酸0.2％水溶液，pH值2～4（用氨水溶液調整）。清洗順序為循環60min，浸泡30—60min，再循環30～60min，最後水洗。    

B、洗滌劑洗淨  

JS-200洗滌劑洗淨，5％水溶液，pH值7—10。清洗順序為循環60min，浸泡30—60min，再循環30～60min，浸泡1夜。

（2）第2日  

繼續用JS-200洗滌劑清洗，循環水洗60min。

 注：可能的話希望能在清洗前進行事前浸泡。酸洗時也希望1夜浸泡。

3、清洗液量計算（以8”膜元件18支為例）

每支膜元件酸洗液用量為40L，18支用量為720L。

其中假定管道內液量80L；

每支膜元件壓力容器液量（包含膜元件內的水量）為12L，18支為220L；

洗淨水槽內液量為420L。

注：關於管道內液量要考慮實際設備的管線以及支管分布情況後實測計算。   

4、藥液使用量（以8”膜元件18支為例）

A、檸檬酸用量＝720×2％＝14．4kg，25kg/袋，需1袋。

  草酸用量＝720×0．2％＝1．44kg，25kg/袋，需1袋。

B、氨水溶液，用於酸洗淨時調整pH值，25％水溶液，20kg/罐。

C、了S-200'洗滌劑用量＝720X5％＝36L（將原液稀釋20倍）。

D、NaOH水溶液，用於洗滌劑洗淨時調整pH值25％水溶液，20kg/罐。

E、浸泡用藥液量5—10L/支，20—40L/支。

注：酸洗淨所使用的氨液量可按0．1kg氨／lkg酸（以100％濃度換算）進行估算。

5、冬季停機時的措施（包括防凍結措施）

A、停機時將甘油10％水溶液及福爾馬林1％水溶液進行置換後再停機。

B、對於野外露天裝置要將壓力容器用薄膜油布蓋住。

C、藥液使用量  

假定水槽容積為500L、管道容積為80L、壓力容器（含膜元件）容積為220L。

甘油需要量＝800X10％＝80kg，如果每罐22kg，需要4罐。

福爾馬林800X1％／0．37＝21．6kg。如水溶液濃度為37％，每罐20kg，需要1罐。

六、清洗效果

成功的清洗應能使膜組件進出口壓差明顯減小（接近初期水平或上次清洗後的水平），脫鹽率、透水量均有所恢複。如果清洗後沒有達到預期的效果，應及時與膜生產商和有關清洗公司聯係，對膜元件進行取樣分析，重新確定清洗方案。應該注意的是，反複進行沒有效果的清洗是有害的。