水處理反滲透周期保養(yǎng)清洗方法與要點(diǎn)

舒廣文

（廣州粵能電力科技開發(fā)有限公司，廣東 廣州510245）

1 水處理反滲透周期保養(yǎng)清洗要點(diǎn)

1.1 清洗條件

1.1.1 清洗基準(zhǔn)。水處理反滲透清洗的基準(zhǔn)條件如下：給水壓力處于正常的前提下，產(chǎn)水量出現(xiàn)非常明顯的下降現(xiàn)象，降幅在10%～15%左右；校正溫度之后，為確保產(chǎn)水量正常而增加給水壓力，增幅為10%～15%；產(chǎn)水的水質(zhì)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(fā)生比較明顯的變化。實(shí)際生產(chǎn)中，達(dá)到上述條件時(shí)，便可進(jìn)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(dāng)清洗頻率達(dá)到每季度一次時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)現(xiàn)有的反滲透系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，以此來(lái)降低清洗頻率，延長(zhǎng)清洗周期。反滲透膜的性能會(huì)隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷下降，當(dāng)降幅超過30%～50%后[1]，膜的性能基本上無(wú)法恢復(fù)如初，此時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)反滲透膜進(jìn)行及時(shí)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(xué)清洗液的pH 值、溫度以及清洗時(shí)間等因素，均對(duì)清洗效果具有影響。實(shí)踐表明，酸性清洗時(shí)，清洗液的pH 值低，清洗效果好；堿性清洗時(shí)，清洗液的pH 高，清洗效果好。酸性與堿性清洗時(shí)，使清洗液的溫度保持在15℃以上，并延長(zhǎng)清洗時(shí)間，能夠使清洗效果得到進(jìn)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(yīng)當(dāng)控制在一個(gè)較為合理的區(qū)間范圍之內(nèi)，這樣才能達(dá)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(jì)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(tǒng)管道V），其中V 代表空體積。②以反滲透膜的型號(hào)為依據(jù)，結(jié)合污染程度，對(duì)清洗液的實(shí)際用量進(jìn)行計(jì)算。

具體計(jì)算時(shí)，可將污染分為兩種情況，一種是正常，另外一種是嚴(yán)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(yīng)當(dāng)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(yīng)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(xué)清洗藥劑的選擇與條件。清洗所用化學(xué)物質(zhì)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(jìn)行化學(xué)清洗以及在系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障之前進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)是非常好的做法。在化學(xué)清洗之后，使用預(yù)處理過的原水或產(chǎn)水（最好采用）將污染物徹底地沖洗出RO 系統(tǒng)。

在反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中，反滲透膜表面會(huì)由于原水中泥澤、膠狀物、有機(jī)物、微生物等污染物質(zhì)的存在及膜分離過程中對(duì)難溶物質(zhì)的濃縮而產(chǎn)生的沉積，進(jìn)而形成對(duì)反滲透膜的污染。我們都知道，反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理裝置是為盡可能多地去除引起膜污染的物質(zhì)而專門設(shè)計(jì)的，盡管如此，即便系統(tǒng)有著相當(dāng)完善的預(yù)處理設(shè)備也不能完全避免膜在使用過程中的污染，所以需要在設(shè)備運(yùn)行的過程中進(jìn)行周期性的去除膜系統(tǒng)中污染物的作業(yè)，這個(gè)操作過程就叫做反滲透系統(tǒng)的就地清洗。在選擇清洗方案時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

（1）應(yīng)把清洗排放廢液對(duì)環(huán)境的影響（殺菌劑等）降低到最低限度。

（2）應(yīng)盡可能使本次清洗過程去除污染物最大化。

（3）應(yīng)在清洗時(shí)對(duì)膜的損傷最小化（應(yīng)首先考慮選擇對(duì)膜性能 影響小的藥劑）。

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

1.1.6 反滲透膜清洗的方法。簡(jiǎn)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(dú)清洗，二段單獨(dú)清洗；金屬氧化物（Fe、Mn、Cu、Ni、Zn）等污染一般發(fā)生在一段，也就是先進(jìn)水的膜，主要表現(xiàn)癥狀為系統(tǒng)壓差迅速上升、給水壓力上升、當(dāng)然在運(yùn)行壓力不提高的情況下，產(chǎn)水量迅速下降；同時(shí)產(chǎn)水電導(dǎo)率會(huì)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(fā)生在二段，運(yùn)行壓力增加、系統(tǒng)壓降增加、水量、產(chǎn)水品質(zhì)都會(huì)變差；微生物污染會(huì)發(fā)生在整個(gè)系統(tǒng)，通常表現(xiàn)為運(yùn)行壓力增加，產(chǎn)水量下降；對(duì)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(jìn)水側(cè)第一只膜和二段最后一只膜的污染狀況.在線清洗簡(jiǎn)單，見效快，應(yīng)用廣泛。

離線清洗需要拆膜出來(lái)，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(shè)備日常保養(yǎng)。（1）嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì)，進(jìn)水水質(zhì)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(yán)重影響出水水質(zhì)。（2）反滲透的總進(jìn)水量由RO 進(jìn)水調(diào)節(jié)閥來(lái)控制，如果反滲透進(jìn)水量沒有變化，則不要亂動(dòng)RO 進(jìn)水調(diào)節(jié)閥，嚴(yán)禁全開或全閉。RO 濃排調(diào)節(jié)閥用來(lái)調(diào)整系統(tǒng)回收率，如回收率沒有變化，則不要亂動(dòng)濃排調(diào)節(jié)閥，絕對(duì)禁止全開或全閉。（3）裝置不能長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，每天于少運(yùn)行2 小時(shí)，如準(zhǔn)備停機(jī)72 小時(shí)以上，應(yīng)用化學(xué)清洗裝置向組件內(nèi)充裝1%嚴(yán)硫酸氫納和18%甘油實(shí)施保護(hù)。（4）反滲透裝置每次停機(jī)后啟動(dòng)都應(yīng)讓裝置在進(jìn)水壓力小0.4Mpa 條件下沖洗10 分鐘。（5）操作壓力控制，應(yīng)在滿足產(chǎn)水量與水質(zhì)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(yīng)在每小時(shí)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行記錄，檢測(cè)純水設(shè)備的使用情況和出水水質(zhì)。主要記錄內(nèi)容應(yīng)包括：進(jìn)水：PH 值，電導(dǎo)率，壓力，SDI，水溫。產(chǎn)水：電導(dǎo)率，流量，PH 值;濃水：流量，壓力以及各段進(jìn)水壓力。（7）當(dāng)反滲透裝置發(fā)生高低壓報(bào)警時(shí)，先檢查保安過濾器至高壓泵這間的手動(dòng)閥開度是否太小，然后檢查RO 進(jìn)水調(diào)節(jié)閥及濃排閥是否正常，再按高低壓報(bào)警復(fù)位按鈕，重新啟動(dòng)純凈水生產(chǎn)設(shè)備。（8）進(jìn)水溫度控制，應(yīng)根據(jù)實(shí)際用水量，取臨界壓力(進(jìn)水壓力低于該值脫鹽率產(chǎn)生明顯下降的壓力值)不能滿足產(chǎn)水與水質(zhì)要求的最低溫度作為該時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)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(zhǔn)備。（1）在正式開始清洗前，先對(duì)反滲透膜的相關(guān)組件進(jìn)行沖洗，將運(yùn)行時(shí)殘留的濃水及污染物排除干凈。（2）對(duì)水箱、管路以及保安過濾器等清洗裝置進(jìn)行全面清理，并對(duì)化學(xué)清洗溶液進(jìn)行配制。（3）選用軟化水進(jìn)行均勻混合，并對(duì)pH值和溫度加以調(diào)節(jié)。正常污染時(shí)，每根Φ203.2mm 的膜元件，應(yīng)當(dāng)配制33L 的溶液，嚴(yán)重污染時(shí)，溶液應(yīng)適當(dāng)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(xué)清洗溶液引入到第一段當(dāng)中，單根膜元件的壓力可以調(diào)節(jié)至0.07-0.1MPa，這樣能夠有效避免膜卷突出的情況發(fā)生。對(duì)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(huán)到清洗箱內(nèi)，并將滲出的產(chǎn)品水循環(huán)到清洗箱內(nèi)。②采用低流量的循環(huán)方式時(shí)，具體的循環(huán)時(shí)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(huán)方式時(shí)，循環(huán)時(shí)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(huán)的時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在30-120min[4]。③為使清洗液能夠被全部置換出來(lái)，需要使用反滲透產(chǎn)品水進(jìn)行反復(fù)地沖洗。最終的沖洗時(shí)間為10-30min，可以使用質(zhì)量達(dá)標(biāo)的清水，以低壓的方式進(jìn)行沖洗，待濃水不再有氣泡產(chǎn)生，且出水電導(dǎo)穩(wěn)定10min 后便可停止清洗。

2 水處理反滲透周期保養(yǎng)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(diào)節(jié)pH 值，以此來(lái)清洗反滲透膜。選用鹽酸作為清洗液時(shí)，pH 應(yīng)調(diào)節(jié)為3.0，溶液配好后，必須立即進(jìn)行清洗，循環(huán)清洗時(shí)間為5h，浸泡時(shí)間約為1～2h，再循環(huán)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(duì)反滲透膜進(jìn)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(shù)值可知，壓差并未發(fā)生變化，由此判斷CA 對(duì)反滲透膜的清洗效果一般。

2.2 堿洗方案

對(duì)反滲透膜進(jìn)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(duì)反滲透膜進(jìn)行清洗，據(jù)此對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定。

清洗液配制。準(zhǔn)確稱取250g 的EDTA-Na 和5.0kgNaOH，一并加入到反滲透膜清洗水箱當(dāng)中，制備成容積為2.0m3的清洗液，配好的溶液應(yīng)當(dāng)進(jìn)行均勻攪拌，提高清洗效果；將清洗液的pH 值調(diào)節(jié)到12，該清洗液對(duì)于FeO、Ca、Mg 等結(jié)垢均具有良好的處理效果；對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其達(dá)到45-50t/h，在該流量下，對(duì)一段進(jìn)行循環(huán)清洗約10min 左右，清洗液的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S褐色，洗出大量污染物。

綜上所述，為確保水處理反滲透系統(tǒng)的作用得以最大限度地發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)反滲透膜進(jìn)行保養(yǎng)清洗。在清洗的過程中，要了解并掌握相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)。同時(shí)，還要對(duì)清洗方案進(jìn)行合理選擇，以此來(lái)達(dá)到預(yù)期中的清洗效果。