反滲透係統低溫環境中的清洗與維護

針對一套反滲透裝置改用低溫水作為反滲透主要生產水源後，對反滲透膜元件清洗與維護過程中帶來的方案改變和其他問題進行了初步探討，並結合長期的反滲透膜元件化學清洗實踐經驗，總結出一套完整、有效、針對性強的清洗理論、方案和保障機製，對今後反滲透係統長周期穩定連續運行，創造了良好的前提條件。

一、反滲透係統運行情況介紹

某二級反滲透裝置，采用目前國內先進的帶有來水預處理係統的反滲透一 級除鹽+混合離子交換床二級除鹽工藝。

裝置主要生產水源為兩部分：

一部分為自來水廠供應的黃河地表水經二次沉澱後出水，即新鮮水（以下簡稱“生水”）；

另一部分為汙水處理廠低溫水部負責供應的黃河北岸深井群地下水（以下簡稱“低溫水”）。

以上兩種水源水質均屬於高含鹽永硬水型。其中，低溫水由於其濁度低、微生物含量低（CODCr法），對裝置預處理係統衝擊負荷小。因此，目前作為裝置生產運行的推薦水源。

二、水源變更情況分析

低溫水的總溶解固形物含量/TDS約為新鮮水的3至4倍，渾濁度低溫水較新鮮水低，而低溫水的硫酸根、鈣硬、鎂硬等指標均比新鮮水高，說明低溫水在長期使用過程中，對於反滲透係統而言，結垢和汙堵的傾向更為嚴重。

三、反滲透清洗方案

1、反滲透清洗方式

反滲透係統進水中存在著各種形式可導致反滲透膜元件濃水側表麵結垢析出的因素，例如水合金屬氧化物、含鈣沉澱物、有機物及生物。汙垢就是指覆蓋在膜表麵上的各種沉積物，包括水中的結垢物。

發生膜表麵的汙垢將加速係統性能的下降，如減少產水流量，降低脫鹽率。汙垢的另一個負麵現象是進水和濃水間的壓差增加。

對於反滲透係統化學清洗而言，就是利用各種清洗劑，對反滲透係統膜元件可能存在的結垢和汙堵情況，作出科學分析後，有針對性地進行清洗和養護。而在這一過程中，製定清洗方案的重要性是不言而喻的，清洗方案主要確定反滲透係統清洗劑的選用，清洗循環、浸泡時間的確定及pH值的確定。

2、反滲透清洗方案

（1）清洗劑的使用搭配

A、酸性清洗劑

在繼續使用原有酸性清洗劑的基礎上，使用分析純鹽酸代替工業鹽酸，並將酸性清洗液pH控製在2.0左右，通過提高清洗液的溫度來加快清洗劑反應和清洗的效率。

B、堿性清洗劑

在繼續使用原有堿性清洗劑的基礎上，使用分析純氫氧化鈉代替工業燒堿，並將堿性清洗液pH控製在12.0左右，通過提高清洗液的溫度來加快清洗劑反應和清洗的效率。

此外，針對可能出現的有機物和微生物汙堵的情況，在每次常規化學清洗後，還要使用非氧化性殺菌劑對係統進行消毒和殺菌處理，保證膜元件表麵在運行初期不會出現有機物和微生物附著現象。保證反滲透係統長期穩定運行，提高係統運行壽命。

（2）清洗步驟的完善

對於反滲透係統變更水源後膜元件積垢組分的變化，將原有係統先酸洗後堿洗的方案改變為先進行酸洗，充分、完全地清洗掉膜表麵汙垢層上端的鬆散結垢成分，並進一步通過滲透溶解作用降低膜表麵結垢層的機械強度。

然後，通過第 二階段堿洗，將膜表麵致密垢層外包裹的有機組分和微生物清洗去除。

此後，通過第三階段酸洗，采用大流量循環和小流量浸泡的方式，適當延長清洗時間，促進膜表麵致密結垢層充分鬆散脫落，在不對膜元件脫鹽層造成較大損傷的前提下盡量恢複膜元件的通量水平和運行壓力。

四、反滲透係統運行方案

1、運行方案調整

按照以往係統的運行經驗，是連續使用固定的幾套反滲透係統，而其餘反滲透係統作為備用。但這種運行模式會加速備用反滲透係統內滋生微生物並進而導致係統汙堵的幾率和風險。雖然可以通過定期對反滲透係統進行低壓衝洗來減緩這種趨勢，但利用低壓衝洗即浪費寶貴的淡水資源也不能保證處於係統末端的二段膜元件表麵能夠被完全衝洗幹淨。

因此，首先從生產運行方案入手，安排所有備用反滲透係統三天切換運行一次，並定時安排倒換運行反滲透，保證所有反滲透係統隨時處於熱備用狀態。同時，根據溫度升高反滲透係統產水通量升高，運行壓力降低的理論，在滿足反滲透給水溫度上限的要求下，盡量提高反滲透係統給水溫度，降低膜元件過流阻力，減少給水泵能耗，提高係統回收率。

2、預處理藥劑調整

一套除鹽水裝置擁有較為完善的來水預處理係統，包括纖維球過濾器、雙介質過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器等，對來水水質突變和衝擊負荷有較好的適應能力。但是，預處理係統運行過程中需要投加一定量的高分子有機絮凝劑和殺菌劑，以保證反滲透給水各項指標滿足運行要求。但此類藥劑的過量或不適當投加會影響反滲透係統正常運行，甚至會造成係統有機物汙堵及微生物汙染，不利於係統長期穩定運行。

3、反滲透阻垢劑調整

現有反滲透係統全部使用原供應商提供的阻垢劑產品，由於該產品定型生產較早，且藥劑配方中很多組分對我國西北地區地表水和地下水水質適應性還不是很強，導致原有反滲透係統清洗周期隻能維持在3至5個月，不能達到較為理想的5至7個月。

因此，在同藥劑供應商和技術服務商進行廣泛溝通和交流的前提下，結合該裝置兩套濃水反滲透係統運行1年來使用新型阻垢劑的具體運行數據和情況，有針對性地在現有部分係統上試用新型阻垢劑產品，並根據實際進水水質和pH值情況，根據分析軟件測算出新型阻垢劑的優化投加量。

五、結論

1、要不斷根據反滲透係統給水水質和結垢傾向組分的變化，及時地調整反滲透係統的生產運行和化學清洗方案，保證係統能夠長周期穩定連續運行。

2、反滲透清洗的根本目的是在不損傷膜元件脫鹽層工作性能的前提下，快速地恢複膜元件及係統的工作性能。因此，要不斷利用和學習新知識、新理論，逐步完善有針對性地化學清洗方案。

3、給水水質和預處理係統運行好壞是影響反滲透係統能否優化運行的重要條件，要盡可能掌握來水水質的組分和變化規律等情況，並結合預處理係統處理能力和處理效率等參數，合理地製定反滲透係統的運行和藥劑投加方案。