水處理反滲透周期保養清洗方法與要點

舒廣文

（廣州粵能電力科技開發有限公司，廣東 廣州510245）

1 水處理反滲透周期保養清洗要點

1.1 清洗條件

1.1.1 清洗基準。水處理反滲透清洗的基準條件如下：給水壓力處于正常的前提下，產水量出現非常明顯的下降現象，降幅在10%～15%左右；校正溫度之后，為確保產水量正常而增加給水壓力，增幅為10%～15%；產水的水質降低，幅度在10%～15%左右且鹽的脫除率增加，幅度為10%～15%；各段壓差發生比較明顯的變化。實際生產中，達到上述條件時，便可進行反滲透清洗。

1.1.2 清洗周期。正常情況下，水處理反滲透的清洗周期為每間隔半年清洗一次，或是每間隔一年清洗一次。當清洗頻率達到每季度一次時，應當考慮對現有的反滲透系統進行優化改造，以此來降低清洗頻率，延長清洗周期。反滲透膜的性能會隨著使用時間的延長而不斷下降，當降幅超過30%～50%后[1]，膜的性能基本上無法恢復如初，此時應當對反滲透膜進行及時更換。

1.1.3 清洗效果的影響因素。在水處理反滲透清洗過程中，化學清洗液的pH 值、溫度以及清洗時間等因素，均對清洗效果具有影響。實踐表明，酸性清洗時，清洗液的pH 值低，清洗效果好；堿性清洗時，清洗液的pH 高，清洗效果好。酸性與堿性清洗時，使清洗液的溫度保持在15℃以上，并延長清洗時間，能夠使清洗效果得到進一步提升。需要注意的是，清洗液的pH 值及溫度并不是越高或越低越好，而是應當控制在一個較為合理的區間范圍之內，這樣才能達到最佳的效果，具體如表1 所示。

表1 清洗液的pH 與溫度的范圍

1.1.4 清洗液用量。反滲透膜清洗中，可用于清洗液用量計算的方法有以下兩種：①清洗液的容量=1.2（壓力容器V+清洗系統管道V），其中V 代表空體積。②以反滲透膜的型號為依據，結合污染程度，對清洗液的實際用量進行計算。

具體計算時，可將污染分為兩種情況，一種是正常，另外一種是嚴重。在第一種情況下，每根Φ101.6mm 壓力容器反滲透膜的清洗液容量約為8.5L-9.5L，Φ203.2 壓力容器反滲透膜應當配置的清洗液容量約為33-35L 左右；在第二種情況下，Φ101.6mm 的反滲透膜所需的清洗液容量約為16L-19L，Φ203.2mm 的反滲透膜則應配置55L-69L 的清洗液[2]。壓力容器最大清洗流量如表2 所示。

表2 壓力容器的清洗液流量

1.1.5 化學清洗藥劑的選擇與條件。清洗所用化學物質與污染物相互作用，通過溶解或分離，從而從膜表面清除掉污染物。該方法通常在沖洗之后采用。定期進行化學清洗以及在系統出現重大故障之前進行預防性的維護是非常好的做法。在化學清洗之后，使用預處理過的原水或產水（最好采用）將污染物徹底地沖洗出RO 系統。

在反滲透系統運行過程中，反滲透膜表面會由于原水中泥澤、膠狀物、有機物、微生物等污染物質的存在及膜分離過程中對難溶物質的濃縮而產生的沉積，進而形成對反滲透膜的污染。我們都知道，反滲透系統的預處理裝置是為盡可能多地去除引起膜污染的物質而專門設計的，盡管如此，即便系統有著相當完善的預處理設備也不能完全避免膜在使用過程中的污染，所以需要在設備運行的過程中進行周期性的去除膜系統中污染物的作業，這個操作過程就叫做反滲透系統的就地清洗。在選擇清洗方案時，應注意如下幾點：

（1）應把清洗排放廢液對環境的影響（殺菌劑等）降低到最低限度。

（2）應盡可能使本次清洗過程去除污染物最大化。

（3）應在清洗時對膜的損傷最小化（應首先考慮選擇對膜性能 影響小的藥劑）。

（4）在實際清洗操作時，在保證清洗效果的前提條件下，盡可能使清洗費用最低化。

1.1.6 反滲透膜清洗的方法。簡單地說分為：在線清洗和離線單只清洗兩種。按清洗藥劑方式分幾種：酸洗、堿洗、殺菌剝離清洗等。

在線清洗可以分段清洗，即，一段單獨清洗，二段單獨清洗；金屬氧化物（Fe、Mn、Cu、Ni、Zn）等污染一般發生在一段，也就是先進水的膜，主要表現癥狀為系統壓差迅速上升、給水壓力上升、當然在運行壓力不提高的情況下，產水量迅速下降；同時產水電導率會上升；膠體類污染癥狀與上所述基本相同；礦物垢（Ca、Mg、Ba、Sr）類污染發生在二段，運行壓力增加、系統壓降增加、水量、產水品質都會變差；微生物污染會發生在整個系統，通常表現為運行壓力增加，產水量下降；對于不同類型的污染所采取的清洗方式也不盡相同，需要具體問題具體分析。為了更好的確定清洗方案，最好檢查一段進水側第一只膜和二段最后一只膜的污染狀況.在線清洗簡單，見效快，應用廣泛。

離線清洗需要拆膜出來，比較麻煩，而且一次只能洗幾只膜。所以一般重度污染，壓差太高了才采用離線清洗。

1.1.7 反滲透設備日常保養。（1）嚴格控制進水水質，進水水質不符合要求，極容易造成反滲透膜的污堵，使得耗材很快失效，嚴重影響出水水質。（2）反滲透的總進水量由RO 進水調節閥來控制，如果反滲透進水量沒有變化，則不要亂動RO 進水調節閥，嚴禁全開或全閉。RO 濃排調節閥用來調整系統回收率，如回收率沒有變化，則不要亂動濃排調節閥，絕對禁止全開或全閉。（3）裝置不能長時間停運，每天于少運行2 小時，如準備停機72 小時以上，應用化學清洗裝置向組件內充裝1%嚴硫酸氫納和18%甘油實施保護。（4）反滲透裝置每次停機后啟動都應讓裝置在進水壓力小0.4Mpa 條件下沖洗10 分鐘。（5）操作壓力控制，應在滿足產水量與水質的前提下，取盡量低的壓力值，這樣有利于降低膜的水通量衰減，減少膜的更換率。（6）操作工應在每小時對運行參數進行記錄，檢測純水設備的使用情況和出水水質。主要記錄內容應包括：進水：PH 值，電導率，壓力，SDI，水溫。產水：電導率，流量，PH 值;濃水：流量，壓力以及各段進水壓力。（7）當反滲透裝置發生高低壓報警時，先檢查保安過濾器至高壓泵這間的手動閥開度是否太小，然后檢查RO 進水調節閥及濃排閥是否正常，再按高低壓報警復位按鈕，重新啟動純凈水生產設備。（8）進水溫度控制，應根據實際用水量，取臨界壓力(進水壓力低于該值脫鹽率產生明顯下降的壓力值)不能滿足產水與水質要求的最低溫度作為該時間段內的進水溫度，這樣可以降低膜水量的衰減。

1.2 清洗步驟

1.2.1 清洗準備。（1）在正式開始清洗前，先對反滲透膜的相關組件進行沖洗，將運行時殘留的濃水及污染物排除干凈。（2）對水箱、管路以及保安過濾器等清洗裝置進行全面清理，并對化學清洗溶液進行配制。（3）選用軟化水進行均勻混合，并對pH值和溫度加以調節。正常污染時，每根Φ203.2mm 的膜元件，應當配制33L 的溶液，嚴重污染時，溶液應適當增加，溫度則可控制在30-45℃之間[3]。

1.2.2 正式清洗。①將配制好的化學清洗溶液引入到第一段當中，單根膜元件的壓力可以調節至0.07-0.1MPa，這樣能夠有效避免膜卷突出的情況發生。對于最初污染變色的20%左右的清洗液可直接排入至下水道，隨后使干凈的清洗液重新循環到清洗箱內，并將滲出的產品水循環到清洗箱內。②采用低流量的循環方式時，具體的循環時間為5～15min 左右，每根Φ203.2mm 的流量為45.5L/min；采用中等流量的循環方式時，循環時間與低流量相同，每根Φ203.2mm 的流量為90.9L/min；首次大流量循環的時間應當控制在30-120min[4]。③為使清洗液能夠被全部置換出來，需要使用反滲透產品水進行反復地沖洗。最終的沖洗時間為10-30min，可以使用質量達標的清水，以低壓的方式進行沖洗，待濃水不再有氣泡產生，且出水電導穩定10min 后便可停止清洗。

2 水處理反滲透周期保養清洗方案

2.1 酸洗方案

酸能夠溶解碳酸鈣，通過酸洗可以有效去除碳酸鈣污染物。具體做法是選用濃度為0.5%的HCL（鹽酸）或是濃度為2.0%的CA（檸檬酸），并用氨水調節pH 值，以此來清洗反滲透膜。選用鹽酸作為清洗液時，pH 應調節為3.0，溶液配好后，必須立即進行清洗，循環清洗時間為5h，浸泡時間約為1～2h，再循環清洗2h[5]，便可有效去除膜表面的碳酸鈣垢。

CA 的清洗效果。采用CA 對反滲透膜進行清洗的效果如表3 所示。

表3 CA 清洗效果

通過表3 中清洗前后一段和二段壓差的數值可知，壓差并未發生變化，由此判斷CA 對反滲透膜的清洗效果一般。

2.2 堿洗方案

對反滲透膜進行堿洗，能夠有效去除生物污染物，可以選用濃度為0.1%的氫氧化鈉（NaOH）加濃度為1.0%的乙二胺四乙酸鈉（EDTA-Na）作為清洗液，在pH 值=12 的條件下對反滲透膜進行清洗，據此對相關的數據進行測定。

清洗液配制。準確稱取250g 的EDTA-Na 和5.0kgNaOH，一并加入到反滲透膜清洗水箱當中，制備成容積為2.0m3的清洗液，配好的溶液應當進行均勻攪拌，提高清洗效果；將清洗液的pH 值調節到12，該清洗液對于FeO、Ca、Mg 等結垢均具有良好的處理效果；對流量進行調節，使其達到45-50t/h，在該流量下，對一段進行循環清洗約10min 左右，清洗液的顏色轉變為黃褐色，洗出大量污染物。

綜上所述，為確保水處理反滲透系統的作用得以最大限度地發揮，應當定期對反滲透膜進行保養清洗。在清洗的過程中，要了解并掌握相關的技術要點。同時，還要對清洗方案進行合理選擇，以此來達到預期中的清洗效果。