水处理反渗透周期保养清洗方法与要点

舒广文

（广州粤能电力科技开发有限公司，广东 广州510245）

1 水处理反渗透周期保养清洗要点

1.1 清洗条件

1.1.1 清洗基准。水处理反渗透清洗的基准条件如下：给水压力处于正常的前提下，产水量出现非常明显的下降现象，降幅在10%～15%左右；校正温度之后，为确保产水量正常而增加给水压力，增幅为10%～15%；产水的水质降低，幅度在10%～15%左右且盐的脱除率增加，幅度为10%～15%；各段压差发生比较明显的变化。实际生产中，达到上述条件时，便可进行反渗透清洗。

1.1.2 清洗周期。正常情况下，水处理反渗透的清洗周期为每间隔半年清洗一次，或是每间隔一年清洗一次。当清洗频率达到每季度一次时，应当考虑对现有的反渗透系统进行优化改造，以此来降低清洗频率，延长清洗周期。反渗透膜的性能会随着使用时间的延长而不断下降，当降幅超过30%～50%后[1]，膜的性能基本上无法恢复如初，此时应当对反渗透膜进行及时更换。

1.1.3 清洗效果的影响因素。在水处理反渗透清洗过程中，化学清洗液的pH 值、温度以及清洗时间等因素，均对清洗效果具有影响。实践表明，酸性清洗时，清洗液的pH 值低，清洗效果好；碱性清洗时，清洗液的pH 高，清洗效果好。酸性与碱性清洗时，使清洗液的温度保持在15℃以上，并延长清洗时间，能够使清洗效果得到进一步提升。需要注意的是，清洗液的pH 值及温度并不是越高或越低越好，而是应当控制在一个较为合理的区间范围之内，这样才能达到最佳的效果，具体如表1 所示。

表1 清洗液的pH 与温度的范围

1.1.4 清洗液用量。反渗透膜清洗中，可用于清洗液用量计算的方法有以下两种：①清洗液的容量=1.2（压力容器V+清洗系统管道V），其中V 代表空体积。②以反渗透膜的型号为依据，结合污染程度，对清洗液的实际用量进行计算。

具体计算时，可将污染分为两种情况，一种是正常，另外一种是严重。在第一种情况下，每根Φ101.6mm 压力容器反渗透膜的清洗液容量约为8.5L-9.5L，Φ203.2 压力容器反渗透膜应当配置的清洗液容量约为33-35L 左右；在第二种情况下，Φ101.6mm 的反渗透膜所需的清洗液容量约为16L-19L，Φ203.2mm 的反渗透膜则应配置55L-69L 的清洗液[2]。压力容器最大清洗流量如表2 所示。

表2 压力容器的清洗液流量

1.1.5 化学清洗药剂的选择与条件。清洗所用化学物质与污染物相互作用，通过溶解或分离，从而从膜表面清除掉污染物。该方法通常在冲洗之后采用。定期进行化学清洗以及在系统出现重大故障之前进行预防性的维护是非常好的做法。在化学清洗之后，使用预处理过的原水或产水（最好采用）将污染物彻底地冲洗出RO 系统。

在反渗透系统运行过程中，反渗透膜表面会由于原水中泥泽、胶状物、有机物、微生物等污染物质的存在及膜分离过程中对难溶物质的浓缩而产生的沉积，进而形成对反渗透膜的污染。我们都知道，反渗透系统的预处理装置是为尽可能多地去除引起膜污染的物质而专门设计的，尽管如此，即便系统有着相当完善的预处理设备也不能完全避免膜在使用过程中的污染，所以需要在设备运行的过程中进行周期性的去除膜系统中污染物的作业，这个操作过程就叫做反渗透系统的就地清洗。在选择清洗方案时，应注意如下几点：

（1）应把清洗排放废液对环境的影响（杀菌剂等）降低到最低限度。

（2）应尽可能使本次清洗过程去除污染物最大化。

（3）应在清洗时对膜的损伤最小化（应首先考虑选择对膜性能 影响小的药剂）。

（4）在实际清洗操作时，在保证清洗效果的前提条件下，尽可能使清洗费用最低化。

1.1.6 反渗透膜清洗的方法。简单地说分为：在线清洗和离线单只清洗两种。按清洗药剂方式分几种：酸洗、碱洗、杀菌剥离清洗等。

在线清洗可以分段清洗，即，一段单独清洗，二段单独清洗；金属氧化物（Fe、Mn、Cu、Ni、Zn）等污染一般发生在一段，也就是先进水的膜，主要表现症状为系统压差迅速上升、给水压力上升、当然在运行压力不提高的情况下，产水量迅速下降；同时产水电导率会上升；胶体类污染症状与上所述基本相同；矿物垢（Ca、Mg、Ba、Sr）类污染发生在二段，运行压力增加、系统压降增加、水量、产水品质都会变差；微生物污染会发生在整个系统，通常表现为运行压力增加，产水量下降；对于不同类型的污染所采取的清洗方式也不尽相同，需要具体问题具体分析。为了更好的确定清洗方案，最好检查一段进水侧第一只膜和二段最后一只膜的污染状况.在线清洗简单，见效快，应用广泛。

离线清洗需要拆膜出来，比较麻烦，而且一次只能洗几只膜。所以一般重度污染，压差太高了才采用离线清洗。

1.1.7 反渗透设备日常保养。（1）严格控制进水水质，进水水质不符合要求，极容易造成反渗透膜的污堵，使得耗材很快失效，严重影响出水水质。（2）反渗透的总进水量由RO 进水调节阀来控制，如果反渗透进水量没有变化，则不要乱动RO 进水调节阀，严禁全开或全闭。RO 浓排调节阀用来调整系统回收率，如回收率没有变化，则不要乱动浓排调节阀，绝对禁止全开或全闭。（3）装置不能长时间停运，每天于少运行2 小时，如准备停机72 小时以上，应用化学清洗装置向组件内充装1%严硫酸氢纳和18%甘油实施保护。（4）反渗透装置每次停机后启动都应让装置在进水压力小0.4Mpa 条件下冲洗10 分钟。（5）操作压力控制，应在满足产水量与水质的前提下，取尽量低的压力值，这样有利于降低膜的水通量衰减，减少膜的更换率。（6）操作工应在每小时对运行参数进行记录，检测纯水设备的使用情况和出水水质。主要记录内容应包括：进水：PH 值，电导率，压力，SDI，水温。产水：电导率，流量，PH 值;浓水：流量，压力以及各段进水压力。（7）当反渗透装置发生高低压报警时，先检查保安过滤器至高压泵这间的手动阀开度是否太小，然后检查RO 进水调节阀及浓排阀是否正常，再按高低压报警复位按钮，重新启动纯净水生产设备。（8）进水温度控制，应根据实际用水量，取临界压力(进水压力低于该值脱盐率产生明显下降的压力值)不能满足产水与水质要求的最低温度作为该时间段内的进水温度，这样可以降低膜水量的衰减。

1.2 清洗步骤

1.2.1 清洗准备。（1）在正式开始清洗前，先对反渗透膜的相关组件进行冲洗，将运行时残留的浓水及污染物排除干净。（2）对水箱、管路以及保安过滤器等清洗装置进行全面清理，并对化学清洗溶液进行配制。（3）选用软化水进行均匀混合，并对pH值和温度加以调节。正常污染时，每根Φ203.2mm 的膜元件，应当配制33L 的溶液，严重污染时，溶液应适当增加，温度则可控制在30-45℃之间[3]。

1.2.2 正式清洗。①将配制好的化学清洗溶液引入到第一段当中，单根膜元件的压力可以调节至0.07-0.1MPa，这样能够有效避免膜卷突出的情况发生。对于最初污染变色的20%左右的清洗液可直接排入至下水道，随后使干净的清洗液重新循环到清洗箱内，并将渗出的产品水循环到清洗箱内。②采用低流量的循环方式时，具体的循环时间为5～15min 左右，每根Φ203.2mm 的流量为45.5L/min；采用中等流量的循环方式时，循环时间与低流量相同，每根Φ203.2mm 的流量为90.9L/min；首次大流量循环的时间应当控制在30-120min[4]。③为使清洗液能够被全部置换出来，需要使用反渗透产品水进行反复地冲洗。最终的冲洗时间为10-30min，可以使用质量达标的清水，以低压的方式进行冲洗，待浓水不再有气泡产生，且出水电导稳定10min 后便可停止清洗。

2 水处理反渗透周期保养清洗方案

2.1 酸洗方案

酸能够溶解碳酸钙，通过酸洗可以有效去除碳酸钙污染物。具体做法是选用浓度为0.5%的HCL（盐酸）或是浓度为2.0%的CA（柠檬酸），并用氨水调节pH 值，以此来清洗反渗透膜。选用盐酸作为清洗液时，pH 应调节为3.0，溶液配好后，必须立即进行清洗，循环清洗时间为5h，浸泡时间约为1～2h，再循环清洗2h[5]，便可有效去除膜表面的碳酸钙垢。

CA 的清洗效果。采用CA 对反渗透膜进行清洗的效果如表3 所示。

表3 CA 清洗效果

通过表3 中清洗前后一段和二段压差的数值可知，压差并未发生变化，由此判断CA 对反渗透膜的清洗效果一般。

2.2 碱洗方案

对反渗透膜进行碱洗，能够有效去除生物污染物，可以选用浓度为0.1%的氢氧化钠（NaOH）加浓度为1.0%的乙二胺四乙酸钠（EDTA-Na）作为清洗液，在pH 值=12 的条件下对反渗透膜进行清洗，据此对相关的数据进行测定。

清洗液配制。准确称取250g 的EDTA-Na 和5.0kgNaOH，一并加入到反渗透膜清洗水箱当中，制备成容积为2.0m3的清洗液，配好的溶液应当进行均匀搅拌，提高清洗效果；将清洗液的pH 值调节到12，该清洗液对于FeO、Ca、Mg 等结垢均具有良好的处理效果；对流量进行调节，使其达到45-50t/h，在该流量下，对一段进行循环清洗约10min 左右，清洗液的颜色转变为黄褐色，洗出大量污染物。

综上所述，为确保水处理反渗透系统的作用得以最大限度地发挥，应当定期对反渗透膜进行保养清洗。在清洗的过程中，要了解并掌握相关的技术要点。同时，还要对清洗方案进行合理选择，以此来达到预期中的清洗效果。