反滲透膜元件的汙染與清洗（一）

一、反滲透膜原件的汙染

在係統正常運行一段時間後，反滲透膜元件會受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的汙染，這些汙染中常見的是碳酸鈣沉澱、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉澱、金屬（鐵、錳、銅、鎳、鋁等）氧化物沉澱、矽沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM 天然有機物質、合成有機物（如：阻垢劑/分散劑，陽離子聚合電解質）、微生物（藻類、黴菌、真菌）等。

汙染性質和汙染速度取決於各種因素，如給水水質和係統回收率。通常汙染是漸進發展的，如不盡早控製，汙染將會在相對較短的時間內損壞膜元件。當膜元件確證已被汙染，或是在長期停機之前，或是作為定期日常維護，建議對膜元件進行清洗。

當陶氏反滲透膜係統（或裝置）出現以下問題時，需要進行化學清洗或物理衝洗：

在正常的給水壓力條件下，溫度矯正後產水量較正常值下降百分之十；

為維持正常的產水量，經溫度矯正後的給水壓力增加了百分之十五；

產水水質降低了百分之十，透鹽率增加了百分之十；

給水壓力增加了百分之十五；

係統各段之間壓差明顯增加（可能沒有儀表監測該參數）。

保持穩定的運行參數主要是指產水流量、產水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運行參數起伏不定，海德能公司建議檢查是否有汙染發生，或者在關鍵運行參數有變化的前提下 , 反滲透的實際運行是否正常。

定時監測係統整體性能是確認膜元件是否已發生汙染的基本方法。汙染對膜元件的影響是漸進的，並且影響的程度取決於汙染的性質。

已受汙染的反滲透膜的清洗周期根據現場實際情況而定。海德能公司建議，正常的清洗周期是每3-12個月一次。

當膜元件僅僅是發生了輕度汙染時，重要的是清洗膜元件。重度汙染會因阻礙化學藥劑深入滲透至汙染層，影響清洗效果。

清洗何種汙染物以及如何清洗要根據現場汙染情況而進行。對於幾種汙染同時存在的複雜情況，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗（應先低PH後高PH值清洗）。

二、汙染情況分析 

1、碳酸鈣垢：

碳酸鈣垢是一種礦物結垢。當阻垢劑/分散劑添加係統出現故障時，或是加酸pH調節係統出故障而引起給水pH增高時，碳酸鈣垢有可能沉積出來。盡早地檢測碳酸鈣垢，對於防止膜層表麵沉積的晶體損傷膜元件是很必要的。早期檢測出的碳酸鈣垢可由降低給水的pH值至3~5，運行1~2小時的方法去除。對於沉積時間長的碳酸鈣垢，可用低pH值的檸檬酸溶液清洗去除。

2、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢：

硫酸鹽垢是比碳酸鈣垢硬很多的礦物質垢，且不易去除。硫酸鹽垢可在阻垢劑/分散劑添加係統出現故障或加硫酸調節pH時沉積出來。盡早地檢測硫酸鹽垢對於防止膜層表麵沉積的晶體損傷膜元件是很必要的。硫酸鋇和硫酸鍶垢較難去除，因為它們幾乎在所有的清洗溶液中難以溶解，所以，應加以特別的注意以防止此類結垢的生成。

3、金屬氧化物/氫氧化物汙染：

典型的金屬氧化物和金屬氫氧化物汙染為鐵、鋅、錳、銅、鋁等。這種垢的形成導因可能是裝置管路、容器（罐/槽）的腐蝕產物，或是空氣中氧化的金屬離子、氯、臭氧、鉀、高錳酸鹽，或是由在預處理過濾係統中使用鐵或鋁助凝劑所致。

4、聚合矽垢：

矽凝膠層垢由溶解性矽的過飽和態及聚合物所致，且非常難以去除。需要注意的是，這種矽的汙染不同於矽膠體物的汙染。矽膠體物汙染可能是由與金屬氫氧化物締合或是與有機物締合而造成的。矽垢的去除很艱難，可采用傳統的化學清洗方法。如果傳統的方法不能解決這種垢的去除問題，請與海揚水處理公司技術部門聯係。現有的化學清洗藥劑，如氟化氫銨，已在一些項目上得到了成功的使用，但使用時須考慮此方法的操作危害和對設備的損壞，加以防護措施。

5、膠體汙染：

膠體是懸浮在水中的無機物或是有機與無機混合物的顆粒，它不會由於自身重力而沉澱。膠體物通常含有以下一個或多個主要組份，如：鐵、鋁、矽、硫或有機物。

6、非溶性的天然有機物汙染（NOM）：

非溶性天然有機物汙染（NOM——Natural Organic Matter）通常是由地表水或深井水中的營養物的分解而導致的。有機汙染的化學機理很複雜，主要的有機組份或是腐植酸，或是灰黃黴酸。非溶性NOM被吸附到膜表麵可造成RO膜元件的快速汙染，一旦吸收作用產生，漸漸地結成凝膠或塊狀的汙染過程就會開始。

7、微生物沉積：

有機沉積物是由細菌粘泥、真菌、黴菌等生成的，這種汙染物較難去除，尤其是在給水通路被完全堵塞的情況下。給水通路堵塞會使清潔的進水難以充分均勻的進入膜元件內。為控製這種沉積物的進一步生長，重要的是不僅要清潔和維護RO係統，同時還要清潔預處理、管道及端頭等。對膜元件采用氧化性殺菌時，請與宜興市富華水處理設備有限公司技術支持部門聯係，使用認可的殺菌劑。

三、清洗液的選擇和使用 

選擇適宜的化學清洗藥劑及合理的清洗方案涉及許多因素。

首先要確定主要的汙染物，選擇合適的化學清洗藥劑。有時針對某種特殊的汙染物或汙染狀況，要使用RO藥劑製造商的專用化學清洗藥劑，並且在應用時要遵循藥劑供應商提供的產品性能及使用說明。有的時候可針對具體情況，從反滲透裝置取出已發生汙染的單支膜元件進行測試和清洗試驗，以確定合適的化學藥劑和清洗方案。

為達到理想清洗效果，有時會使用一些不同的化學清洗藥劑進行組合清洗。

典型的程序是先在低pH值範圍的情況下進行清洗，去除礦物質垢汙染物，然後再進行高pH值清洗，去除有機物。有些清洗溶液中加入了洗滌劑以幫助去除嚴重的生物和有機碎片垢物，同時，可用其它藥劑如EDTA螯合物來輔助去除膠體、有機物、微生物及硫酸鹽垢。

需要慎重考慮的是如果選擇了不適當的化學清洗方法和藥劑，汙染情況會更加惡化。

四、化學清洗藥劑的選擇及使用準則

選用的專用化學藥劑，首先要確保其已由化學供應商認定並符合用於海德能公司膜元件的要求。藥劑供應商的指導/建議不應與海德能公司此技術服務公告中推薦的清洗參數和限定的化學藥劑種類相衝突； 

如果正在使用指定的化學藥劑，要確認其已在此技術服務公告中列出，並符合膜元件的要求；

采用組合式方法完成清洗工作，包括適宜的清洗pH、溫度及接觸時間等參數，這將會有利於增強清洗效果；

在推薦的合理溫度下進行清洗，以求達到理想清洗效率和延長膜元件壽命的效果；

以少的化學藥劑接觸次數進行清洗，對延續膜壽命有益；

謹慎地由低至高調節pH值範圍，可延長膜元件的使用壽命。pH範圍為2~12（勿超出）；

典型地、有效的清洗方法是從低pH至高pH溶液進行清洗。但對油汙染膜元件的清洗不能從低pH值開始，因為油在低pH時會固化；

清洗和衝洗流向應保持相同的方向；

當清洗多段反滲透裝置時，有效的清洗方法分段清洗，這樣可控製清洗流速和清洗液濃度，避免前段的汙染物進入下遊膜元件；

用較高pH產品水衝洗洗滌劑可減少泡沫的產生；

如果係統已發生生物汙染，就要考慮在清洗之後，加入一個殺菌劑化學清洗步驟。殺菌劑在清洗後立即進行，也可在運行期間定期進行（如一星期一次）連續加入一定的劑量。確認所使用的殺  菌劑與膜元件相容，不會帶來任何對人的健康有害的風險，並能有效地控製生物活性，且成本低；

為保證效果，溶解化學藥品時，切記要慢慢地將化學藥劑加入充足的水中並同時進行攪拌；

從實操方麵考慮，不能將酸與苛性（腐蝕性）物質混合。在要使用下一種溶液之前，從RO係統中衝洗幹淨滯留的前一種化學清洗溶液。