水处理反渗透膜和纳滤系统的化学清洗

　　01：化学清洗的标准

　　发生以下情况时，物理冲洗已经不能使反渗透膜的性能恢复，这时就需要进行化学清洗。

　　①标准化条件下的产水量下降10–15%；

　　②进水和浓水之间的系统压差升高到初始值的1.5倍；

　　③产水水质下降10-15%。

　　02：化学清洗的频率

　　当膜元件发生了轻度污染时，就应及时清洗膜元件。重度污染会因化学药剂不易深入渗透至污染层，且污染物也不易被冲出膜外等因素而影响清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%，很难清洗恢复到膜系统初始性能。

　　膜的清洗周期根据现场实际污染情况而定。正常的清洗周期是每3-12个月一次。如果在1个月内清洗一次以上，需要改善预处理例如追加投资或重新设计膜系统；如果清洗周期在1-3个月一次，应侧重于调整和优化现有系统的运行参数。即使系统长期没有发生污染，为了能够更好的保证系统正常运行，一般可考虑每6个月进行1次化学清洗。

　　当预处理工艺中采用了无机絮凝剂，经常会有反应不完全的无机盐没有形成可过滤掉的絮凝体。用户应确保没有过量的絮凝剂进入到膜系统中。过量的絮凝剂能通过SDI测试装置测定出来，例如SDI膜片上的铁为3μg/片，任何时候不应超过5μg/片。

　　除了采用浊度和SDI测定之外，颗粒计数器也可以精确衡量RO/NF进水是否合格。粒径大于2μm的颗粒物应<100个/ml。

　　06：在线化学清洗

　　01：化学清洗设备

　　在线清洗是膜元件保留在压力容器中进行，如图3所示。清洗设备一般包含清洗水箱过滤器、循环泵、压力表、温度计、压力表、阀门、取样点以及管线。清洗水箱的容积要保证满足连接软管、管路和反渗透压力容器内置换用水水量的要求。

　　02：化学清洗系统规格和注意事项

　　03：清洗系统用水体积

　　计算反渗透膜元件、保安过滤器以及管路的体积，估算所需清洗液的体积，保证清洗液量。反渗透膜元件清洗时所需清洗液的体积的计算法表示在表7中，表中数字不包括保安过滤器、管路、和初始20%排放所需清洗液体积。

　　04：清洗用水的水质

　　清洗用水是用于溶解化学试剂，因此要求使用反渗透的产水。如果没有反渗透的产水，所使用的水必须没有硬度、游离氯和铁。

　　05：清洗前的注意事项和准备工作

　　①使用药品前，仔细阅读从药品公司处得到的药品安全表格(MSDS)和药品所明；

　　②操作时，穿戴安全眼镜、防护手套和工作服；

　　③使用前校正pH计；

　　④估算所用清洗液体积；

　　⑤保证清洗液进入系统前，所有的清洗药品完全溶解和混合；

　　⑥清洗液的温度和pH值范围符合规定值。

　　06：清洗方法

　　一般的化学清洗步骤如下所示。具体的事项根据现场的工作条件及清洗的要求确定。

　　①冲洗膜元件。用反渗透产水或离子交换水进行几分钟冲洗。

　　②配置药品。保证药品完全溶解。

　　③循环。用低流量置换膜元件中的水，排放一部分清洗液后，进行循环。循环流量以表8的范围为准。污染严重时，如果选择大流量循环，则有可能会产生压差过高的问题，从而损坏膜元件（单支膜元件最大压降0.07 MPa）。此时，采用以下方法进行操作比较可靠：

　　-循环运行开始5分钟，按设定流量1/3的量进行循环；

　　-循环5–10分钟间，按设定流量2/3的循环流量循环；

　　-10分钟后按流量要求循环。

　　循环的时间要根据具体情况决定。一般以1小时为准。这期间要随时检测pH值是否变化。压力应该尽量保持较低的水平，尽可能的没有产水出现。同时监测压差是否有变化。

　　07：离线清洗

　　离线清洗是指从大系统中取出一支膜元件，用特定的清洗装置进行化学清洗。离线清洗主要有三个优点：

　　-对系统中出现问题的膜元件进行有针对性的检测；

　　-对大系统进行清洗前，检验单支膜元件的清洗效果试验；

　　-用于小系统清洗，单支膜的清洗方式可以增加清洗的效果。

　　08：系统消毒

　　反渗透和纳滤膜元件可采用以下方法进行消毒或长期保存：

　　①甲醛：浓度为0.1–1.0%的甲醛溶液适用于系统消毒或长期保存使用，至少应在膜元件使用24小时后才可与甲醛接触。

　　②戊二醛：浓度为0.1–1.0%的戊二醛溶液适用于系统消毒或长期保存使用，至少应在膜元件使用24小时后才可与戊二醛接触。

　　注意：对新膜元件使用甲醛或戊二醛可能会导致水通量下降10-20%，因此应至少在膜元件使用24小时以后才允许与上述杀菌剂接触。无论如何，第一次与甲醛或戊二醛接触可能会造成水通量永久性降低，接下来的上述杀菌剂会导致水通量的暂时降低，需要充分将残余杀菌剂冲洗干净至系统恢复到原有的水通量为止。

　　③异噻唑啉：异噻唑啉由品牌为Kathon的水处理药品制造商提供，市售溶液含有1.5%的活性成分。在消毒和长期保存使用时建议浓度为15-25ppm。

　　④DBNPA（二溴次氮基丙酰胺）：DBNPA是有效的杀菌剂。冲击性加入时，DBNPA投加的活性浓度为10-30ppm，采用清洗系统循环膜系统30分钟至2小时。当持续加入时，应加入0.5-1ppm DBNPA溶液。DBNPA只适用于消毒；因为会引起膜元件降解且降低脱盐率，DBNPA不适用于膜元件的长期保存。

　　⑤亚硫酸氢钠：亚硫酸氢钠能抑制微生物生长。控制微生物生长时，每天加入500ppm的亚硫酸氢钠溶液30-60分钟。长期保存时采用1%的亚硫酸氢钠溶液。

　　⑥过氧化氢：过氧化氢或含过氧乙酸的过氧化氢溶液可用来消毒。在采用过氧化氢杀菌时，必须确保配制溶液的水中没有过渡金属（铁、锰等），以免催化氧化而损坏膜元件。过氧化氢的浓度不应超过0.2%，且温度不应超过25℃。过氧化氢不能作为膜长期停运的保护液。

　　当消毒的系统是制造饮用或食品行业用水的系统，需选择符合该行业生产标准规定的杀菌剂。