反渗透膜系统的清洗导则

进水中存在的悬浮物、胶体、有机物、微生物以及浓缩后沉淀析出的盐等都会对膜元件产生污染。反渗透系统的预处理可除去这些污染物，减少对膜的污染，延长系统运行的时间。但是由于预处理不能完全去除水中的上述污染物，所以经过一段时间的运行后便会产生膜元件污染，造成系统的性能下降。膜系统的性能下降主要表现为：产水量下降，脱盐率降低（电导升高），进水与浓水之间的压差增加。 

膜系统清洗时机判断

由于反渗透膜系统的性能随着温度、压力、pH、进水TDS等因素的变化而变化（如温度每降低3℃，产水量降低10％；pH有较大变化是对产水电导产生影响），故有时膜系统性能的变化并非是膜系统受到污染所致，为了准确判断系统的清洗时机，应依据膜元件生产商提供的标准化软件对运行数据进行标准化计算，运行数据标准化后若出现下列情况之一时应及时对反渗透膜系统进行化学清洗：

-数据标准化后，系统产水量比初始值下降15%以上。

-数据标准化后，盐透过率比初始值增加10%以上。

-数据标准化后，进水与浓水之间的压差比初始值增加15%以上。

达到化学清洗条件后必须及时进行化学清洗，一般情况下清洗后都能基本恢复初始性能；但若不及时清洗将会造成膜系统的深度污染，导致化学清洗效果甚微，则很难恢复系统较好的性能。

膜系统清洗步骤

第一步：低压冲洗

最好使用反渗透产品水冲洗，也可以用预处理出水（原水中若含有特殊化学物质，如能与清洗液发生反应的不能使用）。

第二步：配制清洗液

用反渗透产品水配制清洗液，准确称量药剂并混合均匀，检查清洗液的pH值、温度（温度不低于25℃）及药剂含量等条件是否符合要求。

 第三步：低压低流量输入清洗液并循环

用正常清洗流量（表1）的1/3流量及20-40PSI的压力向反渗透系统输入清洗液，刚开始的回水排掉，防止清洗液被稀释。让清洗液在管路循环5-10分钟。观察回流液的浊度和pH值，若明显变浊或者pH值变化超过0.5，可加入适量药剂或重新配制清洗液再进行上述操作。

表1 膜元件推荐的正常清洗流量

 第四步：浸泡及间歇循环

停止清洗泵循环，防止清洗液流出压力容器，可关闭清洗液进水阀、清洗液浓水回流阀、清洗液产水回流阀。视组件污染情况，膜组件全部浸泡在清洗液中1小时左右或更长时间（10～15小时或过夜）。期间可以间歇的开启循环泵保持恒定的清洗液温度（25～30℃）。

第五步：大流量循环

加大清洗液流量到正常清洗流量的1.5倍进行清洗，循环30-60分钟。此时压力不能太高，以系统无或稍有产水的压力为限，注意膜元件压差和压力容器的压差不能超过极限值。

第六步：冲洗

先用产品水（最低冲洗温度为20℃）冲洗系统约5分钟，然后用预处理合格产水冲洗系统20-30分钟，为防止沉淀，最低冲洗温度为20℃，将清洗液完全冲出无残留。开启系统运行，检查清洗效果，产水排掉不用。若要停机不用的要按相关方法保存好组件。

反渗透膜系统污染后的症状及清洗方法

反渗透系统日常的运行记录是判断系统是否出现污染及污染后采取合理的清洗方法的主要依据。反渗透系统的管理中必须重视数据的记录。

1.无机盐结垢污染及清洗方法

  无机盐结垢污染后的症状:

首先膜系统二段产水电导异常(电导升高),产水量出现较大的降低,压力逐步变大,二段的压差也逐步变大.最显著的症状是产水量降低比较明显.

反渗透膜系统中最常见的是碳酸钙,硫酸钙结垢;对于膜系统几小时或几天内产水量出现大幅下降的情况,多数属于此类污染.

无机盐结垢通常是由于过高的回收率,阻垢剂的投加量不足,离子交换软化树脂未及时再生等原因造成.

1.1.碳酸盐结垢的清洗

碳酸盐结垢可按照以下配方进行清洗:

膜系统清洗步骤:

第一步:低压冲洗

最好使用反渗透产品水冲洗,也可以用预处理出水(原水中若含有特殊化学物质,如能与清洗液发生反应的不能使用)

第二步:配件清洗液

用反渗透产品水配制清洗液,准确称量药剂并混合均匀,检查清洗液的PH值,温度(温度不低于25℃)及药剂含量等条件是否符合要求.

第三步:低压低流量输入清洗液并循环

用正常清洗流量(表1)的1/3流量及20-40PSI的压力向反渗透系统输入清洗液,刚开始的回水排掉,防止清洗液被稀释.让清洗液在管路循环5-10分钟.观察回流液的浊度和PH值,若明显变浊或PH值变化超过0.5,可加入适量药剂或重新配制清洗液再进行上述操作.

表1膜元件推荐的正常清洗流量

第四步:浸泡及间歇循环

停止清洗泵循环,防止清洗液流出压力容器,可关闭清洗进水阀,清洗液浓水回流阀,清洗液产水回流阀.视组件污染情况,膜组件全部浸泡在清洗液中1小时左右或更长时间(10-15小时或过夜).期间可以间歇的开启循环泵保持恒定的清洗液温度(25-30℃).

第五步:大流量循环

加大清洗液流量到正常清洗流量的1.5倍进行清洗,循环30-60分钟.此时压力不能太高,以系统无或稍有产水的压力为限,注意膜元件压差和压力容器的压差不能超过极限值.

第六步:冲洗

先用产品水(最低冲洗温度为20℃)冲洗系统约为5分钟,然后用预处理合格产水冲洗系统20-30分钟,为防止沉淀,最低冲洗温度为20℃,将清洗液完全冲出无残留.开启系统运行,检查清洗效果,产水排掉不用.若要停机不用的要按相关方法保存好组件.

1.2.硫酸盐结垢的清洗

硫酸盐结垢的清洗是无机盐结垢中比较难清洗的一种,对硫酸盐结垢的清洗应该及早进行,结垢形成一周以上后,清洗后性能恢复的可能性极低,因此对高硫酸根含量特征的水源,预处理要求较高,必须加强对系统的监控,一旦出现硫酸盐结垢现象,立即进行相应的清洗.

硫酸盐结垢可按照以下配方进行清洗:

清洗时按照前述步骤进行清洗.

2.胶体污染的症状及清洗

反渗透进水中的胶体包括淤泥,无机胶体,胶体硅及部分有机物,通常采用絮凝过滤,活性炭吸附等方式去除.

无机胶体污染的症状:

反渗透膜系统中污染首先出现在第一段,产水量逐渐下降,压差逐渐变大,产水电导轻微上升;胶体污染最主要的症状是产水量及压差缓慢变化.

无机胶体污染可按照以下配方进行清洗:

清洗时按照前述步骤进行清洗.

3.有机物污染的症状及清洗

以地表水,废水,海水等做水源的反渗透系统存在较高的有机物污染风险,这些有机物的成分主要是腐殖质,有机酸等.

有机物污染的主要症状是产水量大幅下降,脱盐率基本不变.发生有机物污染时可按照以下配方进行清洗:

清洗时按照前述步骤进行清洗.

4.微生物污染的症状及清洗

微生物污染通常出现在反渗透系统停机期间,以及地表水,中水(三级废水),海水等为进水水源的反渗透系统中,发生微生物污染时通常还会伴有有机物污染.生物污染应在初期及时清洗,一旦形成生物膜后,清洗就非常困难,只有更换膜元件.

建议:易发生微生物污染的系统建议选用抗氧化膜元件,通过在膜元件进水中的在线投加NaCLO等杀菌剂,打造无菌系统,更不会出现微生物污染.

微生物污染的症状:

污染出现在所有段,一段,二段压差迅速增加,产水量下降,产水电导率基本不变;最主要的症状是压差增加.

发生微生物污染时可按照以下配方进行清洗:

清洗时按照前述步骤进行清洗.

对于发生微生物污染的反渗透膜系统化学清洗后还需要进行系统的消毒处理,改进预处理防止微生物污染.

5.金属化合物的污染

金属化合物污染主要是金属氧化物,金属氢氧化物等,尤其以铁污染为主.发生的原因主要是预处理缺陷,管路锈蚀等,其症状是产水量和脱盐率下降,膜元件压差增大,可按照以下配方进行清洗:

清洗时按照前述步骤进行清洗.

6.清洗液体积的计算

清洗液的总体积包括压力容器,清洗管道,高压管路和过滤器的体积及20%的裕度.清洗液体积计算包括粗略估算和精确计算两种方式.

粗略估算清洗液体积:根据膜元件型号和污染程度而定.

对于一般污染情况:每支4040型膜元件需配制10升清洗液;

每支8英寸膜元件需配制40升清洗液;

对于严重污染情况:每支4040型膜元件需配制18升清洗液;

每支8英寸膜元件需配制55升清洗液;

精确计算示例:压力容器和清洗管道的体积估算见表2,表3.

表2 常用管路的容积率

表3压力容器的容积

以36支8040膜元件为例计算如下：]

膜系统4：2排列，每个压力容器内装6个8040膜元件，采用分段清洗。

公称直径为3英寸的清洗管道长15米，则清洗管路体积＝15*4.6＝69L；保安过滤器内能储存60升水；一段压力容器体积＝4*6*32＝768L；清洗液总体积＝69+60+768＝897升，即第一段清洗需要配制897+897*20%＝1076升清洗液。同理第二段清洗需要配制615升清洗液。

表4所需清洗液总体积

 注意：

进行化学清洗时请注意防止化学药剂伤害操作人员，尤其是在使用某些腐蚀性较强的化学药剂时（如清洗硅污染时可能使用含氟药剂），建议在专业人员指导下进行清洗。

2.清洗液体积的计算示例仅供参考。