超濾膜及反滲透膜在線清洗

一、超濾設備運行及超濾膜的清洗

作為反滲透的預處理設備，超濾設備的運行情況將影響反滲透的運行。由於中水的特點，超濾膜容易被有機物、微生物、金屬離子、懸浮物等雜質汙染。

1、超濾設備的運行流程超濾設備的流程：中水預處理水→生水箱→自清洗過濾器→超濾→超濾水箱。

2、超濾膜的在線清洗。

超濾膜組件在使用運行過程中，膜表麵會被它截留的各種有害雜質所覆蓋而形成濾餅層，甚至膜孔也會被更為細小的雜質堵塞，使水的透膜壓力變大。原水水質的好壞，隻能解決膜被汙染速度和快慢的問題，而無法從根本上解決汙染問題。即使進行預處理，水中少數的雜質也會因日積月累而使膜的分離性能逐漸受到影響。因此，當超濾膜汙染到一定程度後，應進行清洗。

（1）汙染物的確定超濾運行初期（約半年，水源為城市自來水），運行壓差上升較快，抽樣打開1根UF端蓋，卸下UF膜，發現UF膜端麵和外殼有一薄層黃色粘膠狀物，此物不能完全溶於HCl或NaOH，但在酸中褪色，判斷汙染物主要是無機鹽垢和膠體汙堵。

隨著城市中水作為製造除鹽水的水源，超濾運行中的汙堵加重了，特別是冬季供暖超濾連續運行時，運行壓差上升很快，通過檢查前置水箱，發現水箱內有腐臭氣味、內壁附著物粘滑、顏色為黑黃黑綠，此物質在高濃度NaClO和HCl中可緩慢溶解，判斷汙染物主要是細菌微生物、有機物和無機鹽垢。

（2）超濾膜的在線清洗化學清洗理論上分為六個過程：

A、化學清洗前的物理清洗。

B、清洗劑擴散到汙垢表麵。

C、滲透擴散進汙垢層。

D、清洗反應。

其中包括物化過程：溶化、機械應力和熱應力、濕潤、浸透、溶脹、收縮、溶劑化作用，抗絮凝作用和吸附作用。

化學過程為：水解作用、膠溶作用、皂化作用、溶解作用、螯合作用、螯合和懸浮，這些反應總是生成一些可溶性產物，至少也能分散一些物質。反應產物減弱了汙垢顆粒和膜表麵之間的結合力。

E、清洗反應產物轉移到膜內表麵。

F、產物轉移到內表麵。

根據超濾膜廠家給出的每運行30min進行一次水反洗、30次水反洗進行一次加HCl和加NaOH+NaClO清洗，反洗流量360t/h的運行方式。

（3）化學清洗藥劑的選擇一般情況下不管什麽汙染，應先酸洗後堿洗，或先殺菌後再酸洗、堿洗，效果好。隻用堿洗效果不好，先酸洗後堿洗還可以防止溶液PH>9而結垢。

化學清洗藥劑是次氯酸鈉（NaClO）、氫氧化鈉（NaOH）、鹽酸（HCl）。

A、加次氯酸鈉反洗的目的：殺菌，滅病毒。

B、加氫氧化鈉反洗的目的：清洗有機物等雜質。

C、加鹽酸反洗的目的：去除膜上的金屬離子附著物，如：鈣鹽、鎂鹽、鐵鹽。

（4）清洗方案的確定

由於超濾設備汙染特點，超濾膜的汙染物主要以有機物、微生物汙染、無機鹽垢為主，通過長時間研究製定出以HCL清洗和NaOH+NaclO清洗交替清洗方案，即先酸洗再堿洗。超濾設備采用的是反洗集成式化學清洗，是在超濾設備反洗入口管路上添加適當的藥品，以保證超濾設備的正常清洗和運行。

在進行超濾設備的化學清洗時，清洗方法必須保證超濾設備中不存在空氣，藥品的投加濃度，浸泡的溫度和時間，並且根據運行設備壓差情況，每1～2個月進行一次加強清洗，藥劑為正常化學清洗的2倍，浸泡時間視汙堵情況而定，一般的浸泡時間不要超過6h。

二、反滲透的運行及膜的清洗

1、反滲透的運行流程

反滲透設備的流程：超濾水箱→5μm過濾器→ 高壓泵→ 反滲透→ 反滲透水箱。反滲透設備共3台，每台出力為64.5t/h,采用美國DOW生產的BW30-365FR抗汙染膜，9:5 排列。當經超濾裝置過濾後的水，經過加入阻垢劑、還原劑，由一級高壓泵將壓力提升至1.22MPa壓力,進入反滲透裝置，產品水流入反滲透水箱，濃水排放。

進水水質：電導率在800～1200μs/cm之間，CODCr 11～20mg/L，SDI值3.0～4.0，鍶0.6～0.9 mg/L，錳56～85μg/L，鋇65μg/L左右 。

2、反滲透膜的在線清洗

正常運行的反滲透設備控製好給水水質，可以延長膜的運行周期，否則膜很快就會受到汙染。使用中水後，我公司反滲透設備運行給水SDI約3～3.5，可達4.0左右。在供暖期期間，由於供水量大，反滲透設備運行周期較短、清洗頻繁;而在非供暖期，反滲透設備運行周期是供暖期的4～5倍。

（1）汙染物的確定

因為使用中水回用水，有機物、無機鹽、細菌等含量較高，從係統運行狀況來看，特別是在供暖期，在同樣的溫度、濃水排放流量下，RO設備的一段壓差上升明顯，即進口壓力升高較快，膜的出力下降、膜的脫鹽率幾乎沒有變化，膜存在嚴重的汙堵現象。通過檢查前置水箱，發現水箱內有腐臭氣味、內壁附著物粘滑、顏色為黃綠色;檢查5μ過濾器更換下的濾芯，濾芯主要被黃色粘滑物質所汙染，此物質在高濃度NaClO和HCl中可緩慢溶解，判斷汙染物主要是細菌微生物、有機物和無機鹽垢。

（2）反滲透膜清洗標準

反滲透膜清洗時間的確定作為一般原則，當發生下列情形之一時即進行清洗：

A、在正常壓力下如產品水流量降了正常值的百分之十；

B、為了維持正常的產品水流量，經溫度校正後的給水壓力增加了百分之十五；

C、產品水質降低了10%～15%，鹽透過率增加了百分之十；

D、反滲透各段間壓差比運行初期增加了百分之十五。

衡美水處理通過對反滲透膜運行的狀況分析，為了延長膜的壽命，保證產水品質，在不超過額定進水壓力、額定溫度的前提下運行，當產品水流量降低了正常值的10%～15%時進行清洗。

（3）清洗方案的確定

反滲透汙染物主要是細菌微生物、有機物和無機鹽垢，結合現場實際情況，考慮到EDTA鈉鹽可螯合鐵，高PH條件下可分解有機物，故確定采用EDTA堿洗、鹽酸酸洗、二次EDTA堿洗相結合的清洗方案。具體如下:

A、EDTA堿洗

采用NaOH+Na2-EDTA化學清洗：

用百分之一的NaOH+Na2-EDTA混和藥液，PH11～12，對反滲透膜進行循環清洗；

清洗溫度30～32℃，清洗進液壓力小於0.4 MPa，淡水側壓力0.07MPa；

清洗過程為動態和靜態交替進行，即：動態循環1h.，靜態浸泡1h，清洗時間20h。

B、鹽酸酸洗

采用HCl化學清洗：

用鹽酸，PH2～3，對進行反滲透膜循環清洗；

清洗溫度28～30℃，清洗進液壓力小於0.4 MPa，淡水側壓力0.07MPa；

清洗過程為動態和靜態交替進行，即：動態循環1h，靜態浸泡1h。清洗時間以鹽酸濃度不再降低為止，一般不超過6h。

C、二次EDTA堿洗

采用NaOH+Na2-EDTA化學清洗

用百分之零點一濃度的NaOH+Na2-EDTA混和藥液，PH11～12，對反滲透膜進行循環清洗;清洗溫度30～32℃，清洗進液壓力小於0.4 MPa，淡水側壓力0.07MPa；

清洗過程為動態和靜態交替進行，即：動態循環1h.，靜態浸泡1h，清洗時間20h。

此步奏視情況而定，若前兩次的清洗效果已經達到清洗目的，則此步奏可省略。

（4）反滲透膜清洗的注意事項

控製好PH值和清洗濃度，特別是使用酸清洗時，要保證PH值不小於2.0。另外，盡量避免長時間的浸泡於PH值低於2.0的清洗液中，尤其在高溫情況下。

在清洗過程中，清洗液與汙染物反應，濃度會降低，因此在清洗過程中要始終保持清洗濃度在要求的範圍內。

三、結束

超濾、反滲透技術作為高科技水處理技術，具有特殊的優越性，可以大幅度降低再生劑用量，減少廢液的排放量有利於環境保護，降低運行人員的勞動強度。

雖然在使用中會出現一些汙染問題，隻要發現及時，對汙染物進行正確的化學分析，選擇科學的清洗劑及清洗方法，還是可以解決問題的。應強調的是對於設計合理、運行操作正確的超濾、反滲透係統是無需頻繁清洗的。

膜的清洗是一項新技術，膜的汙染又有很強的地域水源性，在理論和實踐中需要不斷探索、完善，形成一套規範的清洗技術。近幾年來，水處理應用之際取得了跨越式的發展，重要的標誌是膜技術的大量應用。膜技術用於水處理工程，工藝簡單、運行維護方便、綠色環保、產品水質量穩定可靠，受到了普遍的歡迎。

超濾、反滲透和電除鹽是目前水處理領域中常用的三種膜分離技術，與傳統混凝、澄清、過濾、除鹽技術相比，稱之為新的水處理技術。