反滲透系統化學清洗的控制與調整

馬永彬

（廣東惠州平海發電廠有限公司 廣東惠州 516363）

引言

海水淡化反滲透膜運行時，在進水中加入阻垢劑和還原劑藥品，以防止反滲透膜結垢堵塞和氧化損壞。盡管如此，隨著運行時間增加，膜表面會逐漸結垢，系統產水量減少，進出口壓差增大,脫鹽率無變化,進而影響反滲透系統的正常運行，因此,必須對反滲透系統進行有效清洗。

1 反滲透系統設備的流程

海水提升泵→海水預處理→清水池→超濾升壓泵→超濾保安過濾器→超濾裝置→超濾水池→一級反滲透提升泵→一級反滲透保安過濾器→一級反滲透高壓泵→能量回收裝置→一級反滲透裝置。

2 海水淡化反滲透膜清洗

2.1 反滲透膜污染的因素

在實際應用中,膜元件都會發生不同程度的污染，常見的污染物有碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、有機或生物沉積物及硅沉積物。

2.2 清洗條件

一、二反滲透系統的化學清洗條件分別為：

（1）一級反滲透系統化學清洗的條件（“或”關系，要求：一級RO高壓泵頻率設定40%）。

①產水量＜120m3/h（10～20℃）/＜150m3/h（20～30℃）。

②系統壓差達2.3Bar。

（2）二級反滲透系統化學清洗的條件（“或”關系，要求：二級RO升壓泵頻率設定43%）。

①產水量降至80m3/h。

②系統壓差達2.4Bar。

（3）清洗系統的示意圖如下所示。

3 化學清洗方案

本公司對反滲透膜化學清洗方案進行的多次改進和分析試驗，最終確定以下清洗步驟：

第一步對系統進行酸洗，以便去除碳酸鈣結垢，金屬氧化物和金屬氫氧化物以及無機膠體污染。酸洗藥劑選擇檸檬酸，用二級反滲透產水配置成2%的檸檬酸溶液，PH調節2-2.5。循環30min，浸泡2-4小時，再循環30min，浸泡過程中每30min循環1次系統，保證PH穩定。如膜污染情況較為嚴重或是清洗較難去除的污染物，該過程的浸泡時間可適當延長。

第二步對系統進行堿洗，去除油類和微生物污染，溶解有機污染，有機無機混合膠體污染。堿洗藥劑選擇乙二胺四乙酸鈉，三聚磷酸鈉，氫氧化鈉。用二級反滲透產水配置成0.8%的乙二胺四乙酸鈉溶液，2%的三聚磷酸鈉溶液，PH調節10～11。堿對膜傷害更大，PH≤10，溫度可到40度；PH≤11，溫度可到35度；PH≤12，溫度可到30度；不能同時提高PH值和溫度。循環30min，浸泡4-6小時，再循環30min，浸泡過程中每30min循環1次系統，保證PH穩定。

第三步殺菌處理：采用海德能認可的非氧化殺菌劑進行殺菌處理，用二級反滲透產水配置成100PPM的殺菌液。PH調節7-8。先循環30分鐘，然后浸泡2-4個小時，再循環30分鐘，排放，用二級反滲透產水沖洗至中性。對殺菌清洗后的沖洗務必要徹底,以避免將殺菌劑帶入反滲透系統中。

第四步對系統進行進一步的酸洗，以便徹底去除反滲透膜的碳酸鈣以及無機結垢。選用鹽酸，用二級反滲透產水加入鹽酸至PH＝2.5，將清洗液加熱至30度左右。循環30分鐘，然后浸泡1個小時，最后循環30分鐘，排空清洗液，用二級反滲透產水沖洗至中性。

最后投入運行，觀察清洗后運行數據變化。清洗前后需要做數據統計，對比數據，來驗證清洗的效果。

4 反滲透膜化學清洗技術建議與改進

（1）在配制化學藥品時，應使用橡膠圍裙和橡膠手套，配戴面罩。

（2）確保所有的清洗化學藥品得到很好的溶解和混合，才能進入膜元件循環。

（3）清洗化學藥品與膜元件循環之后，應采用膜系統的產水對膜元件進行沖洗。

（4）反滲透膜完成化學清洗恢復運行時要在低流量和低壓力下沖洗掉清洗液。

（5）反滲透在清洗過程中清洗液也會進入產水側，因此，產水必須排放直至系統正常啟動運行后產水清澈為止。

（6）適宜的清洗液溫度可增強清洗效果，在清洗液循環期間，pH＝1～12時溫度不應超過 30℃，pH＝1～11時溫度不應超過35℃，pH＝2～10時溫度不應超過 50℃。

（7）清洗液流動方向與反滲透正常運行方向必須相同，避免膜元件產生“望遠鏡”現象。

（8）化學清洗時需要隨時監測pH值的變化，及時調節pH值。一般測定pH值偏離0.5以上時，需要添加化學藥品重新調整PH值。

（9）當膜元件發生了重度污染時，可加入螯合劑如EDTA，以便更好地去鐵、鋁等氧化物或硅酸鹽垢。

（10）采用反復進行藥品循環與浸泡相結合的方式，可節省藥品，經濟有效。

結語

在反滲透系統運行過程中，反滲透膜表面會由于膠狀物、有機物、微生物等污染物質的存在，進而形成對反滲透膜的污染。只有及時清洗已產生一定程度污染的反滲透，才能徹底地去除附著膜表面的污染物，保障反滲透系統安全運行。