反渗透膜清洗与消毒Word文档格式.docx

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▬分析测定SDI值的微孔滤膜膜面上所截留的污物

▬分析保安滤器滤芯上的沉积物

▬检查进水管内表面及FILMTEC膜元件的进出水端面，如为红棕色，则表示可能已发生铁的污染；

泥状或胶状沉积物通常为微生物或有机物污染。

7-2清洗条件

在正常操作过程中，反渗透元件内的膜片会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性的有机物质的污染。

操作过程中这些污染物沉积在膜表面，导致标准化的产水流量和系统脱盐率分别下降或同时恶化。

当下列情况出现时，需要清洗膜元件：

▬标准化产水量降低10%以上

▬进水和浓水之间的标准化压差上升了15%

▬标准化透盐率增加5%以上

以上的标准（基准）比较条件取自系统经过最初48小时运行时的操作性能。

7-3清洗安全注意事项

1.在下列各章节中，当使用任何清洗化学品时，必须遵循获得认可的安全操作规程。

关于化学品安全性、使用方法和排放处置方面的细节请咨询该化学品制造商。

2.当准备清洗液时，应确保在进入元件循环之前，所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。

3.在清洗化学药品与膜元件循环之后，应采用高品质的不含余氯等氧化剂的水对膜元件进行冲洗（最低温度>

20º

C），推荐用膜系统的产水，如果对管道没有腐蚀问题时，可用经脱氯的饮用水和经预处理的给水。

在恢复到正常操作压力和流量前，必须注意开始要在低流量和压力下冲洗大量的清洗液。

此外，在清洗过程中清洗液也会进入产水侧，因此，产水必须排放10分钟以上或直至系统正常启动运行后产水清澈为止。

4.在清洗液循环期间，pH2~10时温度不应超过50º

C，pH1~11时温度不应超过35º

C，pH1～12时温度不应超过30º

C。

5.清洗液流动方向与正常运行方向必须相同，以防止元件产生“望远镜”现象，因为压力容器内的止推环仅安装在压力容器的浓水端。

7-4清洗步骤

清洗系统

采取如下六个步骤清洗膜元件：

1）配制清洗液

2）低流量输入清洗液。

首先用清洗水泵混合一遍清洗液，预热清洗液时应以低流量。

然后以尽可能低的清洗液压力置换元件内的原水，其压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可，即压力必须低到不会产生明显的渗透产水。

低压置换操作能够最大限度的减低污垢再次沉淀到膜表面，视情况而定，排放部分浓水以防止清洗液的稀释。

高流量循环期间每支压力容器建议流量和压力:

清洗压力（psig）（bar）元件直径（in）每支压力容器的流量值（gpm）（m/h）

压力（bar）：

～

单支压力容器（m3/h）～

清洗pH值和温度极限:

最高温度50℃

pH范围:

3～10

最高温度35℃

2～11

最高温度30℃

连续操作

pH范围：

2～11

3）循环。

当原水被置换掉后，浓水管路中就应该出现清洗液，让清洗液循环回清洗水箱并保证清洗液温度恒定。

4）浸泡。

停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在清洗液中。

有时元件浸泡大约1小时就足够了，但对于顽固的污染物，需要延长浸泡时间，如浸泡10~15小时或浸泡过夜。

为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量。

5）高流量水泵循环。

按上述所列的流量循环30～60分钟。

高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的污染物。

如果污染严重，请采用高于上述所规定的50%的流量将有助于清洗，在高流量条件下，将会出现过高压降的问题，单元件最大允许的压降为1bar（15psi），对多元件压力容器最大允许压降为（50psi），以先超出为限。

6）冲洗。

预处理的合格产水可以用于冲洗系统内的清洗液，除非存在腐蚀问题（例如，静止的海水将腐蚀不锈钢管道）。

为了防止沉淀，最低冲洗温度为20oC。

附注在酸洗过程中，应随时检查清洗液pH值变化，当在溶解无机盐类沉淀消耗掉酸时，如果pH的增加超过个pH值单位，就应该向清洗箱内补充酸，酸性清洗液的总循环时间不应超过20分钟，超过这一时间后，清洗液可能会被清洗下来的无机盐所饱和，而污染物就会再次沉积在膜表面，此时应用合格预处理产水将膜系统及清洗系统内的第一遍清洗液排放掉，重新配置清洗液进行第二遍酸性清洗操作。

如果系统必须停机24小时以上，则应将元件保存在1%（重量比）的亚硫酸氢钠水溶液中。

7-5清洗药剂

下表列举了适宜的清洗药品，这些酸性和碱性清洗剂是标准的清洗药品，酸性清洗剂用于清除包括铁污染在内的无机污染物，而碱性清洗剂用于清洗包括微生物在内的有机污染物。

由于使用硫酸会引起硫酸钙沉淀的危险，不应选作清洗剂。

最好采用膜系统的产水配制清洗液，当然在很多情况下也可以使用经过预处理的合格预处理出水来配制清洗液。

原水可能缓冲容量很大，需要消耗更多的酸或碱才能达到规定的pH值，酸性清洗的pH约为2左右，碱性清洗的pH约为12左右。

对应的清洗药剂表

说明：

1．（W）表示有效成份的重量百分含量；

2．按顺序污染物化学式符号为：

CaCO3表示碳酸钙；

CaSO4表示硫酸钙；

BaSO4表示硫酸钡。

3．按顺序清洗化学品符号为：

NaOH表示氢氧化钠；

Na4EDTA表示乙二胺四乙酸四钠，陶氏化学生产该产品的商标为VERSENE*；

Na-SDS表示十二烷基磺酸钠盐，又名月硅酸钠；

HCl表示盐酸；

Na2S2O4表示亚硫酸氢钠；

H3PO4表示磷酸；

NH2SO3H表示亚硫酸氢胺。

4．为了有效的清洗硫酸盐垢，必须尽早的发现和处理，由于硫酸盐垢的溶解度随清洗液含盐量的增加而增加，可以在NaOH和Na4EDTA的清洗液中添加NaCl，当结垢一周以上时，硫酸盐垢的清洗成功性值得怀疑。

5．柠檬酸是无机盐垢的可选清洗剂。

7-6膜系统消毒

引言

生物污染是RO系统操作中最常见和最严重的问题之一，特别是当水源为地表水或富含细菌的进水，控制水中微生物的活动尤为重要，正确的设计和预处理操作是防止出现微生物污堵的先决条件，完整的取样和分析步骤是操作程序的一部分，这样微生物活动的增加在早期阶段就可发现。

清洗受生物污染的膜元件

下列清洗程序是专门针对受生物污染的膜系统，对于所有清洗过程，其清洗系统配置、pH和温度范围及建议清洗流量值完全相同，建议参考通用清洗导则的规定。

清洗步骤

采取七个步骤清洗受生物污染的膜元件：

1）配制清洗液。

表7-4生物污染清洗液

注：

1．（W）表示有效成份的重量百分含量；

2．按顺序清洗化学品符号为：

当清洗水泵混合清洗液，清洗液预热以及用清洗液置换元件内的原水时，应按表7-5所列流量值的一半即按低流量和低压力操作条件进行，所需的压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可。

压力必须低到不会产生明显的渗透产水。

低压能够最大限度的减低污垢再次沉淀到膜表面，视情况而定，应排放部分浓水以防止清洗液的稀释。

当原水被置换掉后，浓水管路中就应该出现清洗液，可以让清洗液循环返回清洗水箱。

循环清洗液15分钟或直到颜色不变为止。

如颜色仍发生变化，放掉清洗液重新按步骤1）配置新的清洗液。

元件浸泡时间1~15小时（浸泡过夜将更好）。

为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量（约为表7-5所示流量的10%）。

浸泡时间随污染严重程度而定，对于轻度污染，浸泡1~2小时足够。

按表7-5所示的流量循环45分钟。

如果污染严重，请采用高于表7-5所规定的50%的流量将有助于清洗，在高流量条件下，将产生过高压降的问题，单元件最大允许的压降为1bar（15psi），对多元件压力容器最大允许压降为（50psi），以先超出为限。

经预处理的合格预处理出水可以用于冲洗清洗液，除非存在腐蚀问题（如静止的海水将会腐蚀不锈钢管道）。

为了防止沉淀，最低冲洗温度为20oC，系统冲洗时间约1小时。

7）重新启动系统。

必须等待元件和系统达到稳定后，记录系统重新启动后的运行参数，清洗后系统性能恢复稳定的时间取决于原先污染的程度。

为了获得最佳的性能，有时需要多次的清洗和浸泡步骤。

附加信息

A实践表明，含Na4-EDTA的碱性清洗液清洗效果不及标准碱性溶液或含Na-SDS的碱性溶液。

B对任何清洗液而言，清洗液与膜元件的接触时间最重要。

为了恢复系统性能，有时需要数次清洗液浸泡过夜。

在元件清洗之后，再清洗一次才可以非常有效地除去膜面上残留的生物污染膜。

任何残留的生物污染膜将会吸引和捕捉污染物，所以，再清洗一遍将有利于延长清洗周期，提高系统性能。

C对于工业用水而言，或产品水不是以饮用为目的时，可以在步骤1）前使用非氧化性的杀菌剂以消灭系统中的细菌和生物膜。

请参阅膜系统消毒指南（即用非氧化性的DBNPA消毒）。

如果只能使用氧化剂例如过氧化氢消毒，则必须先清洗后消毒。

用DBNPA消毒

膜通常易于受各种污染，其中产生微生物污染的一个原因是由于细菌活动所致。

生物污染会形成富集其它腐殖质的基础条件并导致更为严重的问题，此时受污染的膜系统产水量下降，运行压力增加，脱盐率降低，当上述任一症状出现时，就应怀疑出现了微生物污染，用户应使用杀菌消毒剂，尝试“再生”膜系统，以下是对杀菌消毒剂的要求：

▬与膜兼容

▬能发挥较快的消毒作用

▬成本较低

▬有易于运输，贮存和操作及稳定的特点

▬不应透过膜进入产水中

▬有广谱杀菌作用能力

▬可生物降解

▬符合当前和未来的各种法规。

符合这些要求的杀菌消毒剂为DBNPA（2,2-dibromo-3-nitrilo-proprionamide，2,2-双溴代-3-次氮基-丙酰胺），目前有几种含DBNPA的产品可供选用，要了解更多关于DBNPA或希望找到供应商，请咨询陶氏抗菌剂网站，。

消毒频率和步骤

RO系统运行在高微生物活动的进水中时，在接触各种微生物之后的3~5天就会出生物膜，因此，在生物活动旺盛期（夏季），最常规的消毒频率为每3~5天一次，在生物活动非旺盛期（冬季），大约每7天一次，最佳的消毒频率应根据每个系统的实际情况而定，有两种消毒方法可供选择，短暂或连续加药。

当短暂加药时，使用DBNPA的量取决于微生物污染的严重程度，生物活动低的水源，每5天加入10~30ppm的活性成份30分钟到3小时处理。

如果水中含100CFU/ml（菌落总数/毫升）或已经确诊为存在生物膜污染时，建议投加方式为连续3小时30ppm。

由于DBNPA可以被还原剂分解（例如亚硫酸氢钠），水中含有还原剂时，需投加更高浓度的DBNPA，每1ppm残留还原剂要添加1ppm有效DBNPA。

为了清除杀死的生物膜，建议使用碱性清洗剂。

杀菌剂、杀菌剂的分解产物和杀菌剂配方中的其它成份并不能被膜所完全脱除，因此在投加杀菌消毒剂期间，可能需要将产水排放掉不要。

用过氧化氢杀菌与消毒

膜元件系统可以成功地使用过氧化氢或过氧化氢与过乙酸的混合物进行杀菌与消毒。

清洗前配制%过氧化物稀溶液。

但一般有两个因素，温度和铁，会引起过氧化氢对膜的攻击损伤，杀菌溶液不应超过25℃。

当使用过氧化氢杀菌时，建议清洗杀菌步骤如下：

1）在杀菌之前，膜面或系统其它部件任何形式的沉淀必须用碱性清洗液清除掉，清除掉这些蕴藏微生物的沉积物可以提高杀菌消毒效果，碱性清洗之后，再用膜系统的产水冲洗系统。

2）酸洗膜系统，如用%HCl或%磷酸，从膜表面除铁，再用膜系统的产水冲洗系统。

3）控制温度25oC以下，以%过氧化氢溶液，循环20分钟，用HCl调节pH3~4以获得最好的杀菌效果和更长的膜寿命。

4）将膜元件浸泡在杀菌液中2~12小时，浸泡2小时可以将90%的细菌杀死，而12小时浸泡可以杀死99%的细菌。

5）用膜系统的产水冲洗整个系统。

其它杀菌剂

允许过氧化氢和过乙酸的最高浓度为%，最高温度为25℃，否则会破坏膜，同时还不得存在重金属，因为它们会对膜降解过程起到催化作用。

连续性地让膜接触上述浓度，最终也会出现膜的损坏，因此，建议间歇性地使用它。

甲醛必须在膜元件连续运行至少6小时之后，才可以使用，否则会出现产水量的衰减，经过这一连续初始运行之后，可以使用%~3%的甲醛进行系统杀菌及长期停用保护。

但研究表明，甲醛具有致癌倾向，被逐渐限制使用。

硫酸铜可用来控制藻类的滋生，通常硫酸铜连续投加量为~，同时pH必须足够低，以防止氢氧化铜的沉淀。

碘、四价杀菌剂和酚类化合物会引起膜通量下降，不能作为杀菌消毒剂。

7-8特定污染物的清洗

清洗硫酸盐垢

下列清洗程序是专门针对硫酸盐垢污染的系统，硫酸盐垢的污染是非常难以清洗的一类膜污染物，如果硫酸盐类垢不能在早期发现，膜系统性能能够清洗恢复的可能性极低，最有可能是将出现产水量的下降并难以恢复。

对产生硫酸盐垢一周以上时，试图用清洗的方法恢复系统性能往往是不经济的，而更换元件可能是更好的选择。

对于所有清洗过程，其清洗系统配置、pH和温度范围及建议清洗流量值完全相同，建议参考通用清洗导则的规定。

采取七个步骤清洗硫酸盐垢污染的膜元件：

1）按表7-6配制清洗液：

表7-6硫酸盐垢清洗液

清洗液

清洗液组成

优选

%（w）NaOH

%（w）Na4-EDTA

pH12，最高温度30℃

当清洗水泵混合清洗液，清洗液预热以及用清洗液置换元件内的原水时，应按表7-1所列流量值的一半即按低流量和低压力操作条件进行，所需的压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可。

当原水被置换掉后，浓水管路中就应该出现清洗液，可以让清洗液循环返回清洗液水箱。

循环清洗液约30分钟。

为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量（约为表7-1所示流量的10%），浸泡时间随污染严重程度而定。

按表7-1所列的流量循环30分钟。

如果污染严重，请采用高于表7-1所规定的50%的流量将有助于清洗，在高流量条件下，将产生过高压降的问题，单元件最大允许的压降为1bar（15psi），对多元件压力容器最大允许压降为（50psi），以先超出为限。

为了防止沉淀，最低冲洗温度为20℃，系统冲洗时间约1小时。

但是对硫酸盐结垢而言，预计会有永久性的通量损失。

清洗碳酸盐垢

下列清洗程序是专门针对存在碳酸盐垢沉淀膜系统的清洗，对于所有清洗过程，其清洗系统配置、pH和温度范围及建议清洗流量值完全相同，建议参考通用清洗导则的规定。

采取七个步骤清洗存在碳酸盐垢沉淀的膜元件：

1）按表7-7配制清洗液：

1.（wt）表示有效成份的重量百分含量；

2.按顺序清洗化学品符号为：

Na2S2O4表示连二亚硫酸钠（亚硫酸氢钠）；

H3PO4表示磷酸。

循环清洗液10分钟或直到颜色不变为止。

如果任何循环过程中存在pH的变化和清洗液颜色的变化，放掉清洗液重新按步骤1）配置新的清洗液，在清洗过程中应保持pH2以便实现有效的清洗。

为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量（约为表7-1所示流量的10%），浸泡时间随污染严重程度而定，对轻度污染，浸泡1~2小时足够。

按表7-1所列的流量循环10分钟。

如果污染严重，请采用高于表7-1所规定的50%的流量将有助于清洗，在高流量条件下，将产生过高压降的问题，单元件最大允许的压降为1bar（15psi），对多元件压力容器最大允许压降为（50psi），以先超出为限。

A清洗液循环不得超过20分钟，因为长时间的循环，碳酸盐将再次沉淀并堵住元件的末端，使得清洗更加困难，清洗过程中，碳酸盐垢与盐酸的反应会释放二氧化碳。

取决于污染的严重程度，或许需要重复清洗以除去所有的结垢。

清洗严重的结垢可能并不经济，而此时元件更换可能是更好的选择。

清洗铁污染

下列清洗程序是专门针对存在铁污染膜系统的清洗，对于所有清洗过程，其清洗系统配置、pH和温度范围及建议清洗流量值完全相同，建议参考通用清洗导则的规定。

采取七个步骤清洗存在铁污染的膜元件：

1）按表7-8配制清洗液：

NH2SO3H表示亚硫酸氨。

当清洗水泵混合清洗液，清洗液预热以及用清洗液置换元件内的原水时，应按表7-1所列流量值的一半即按低流量和低压力操作条件进行，所需的压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可。

循环清洗液15钟或直到颜色不变为止。

如果任何循环过程中存在pH的变化和清洗液颜色的变化，放掉清洗液重新按步骤1）配置新的清洗液。

按表7-1所列的流量循环45分钟。

A连二亚硫酸钠具有非常刺激性的气味，清洗间必须通风良好，必须遵循所有的安全操作规定和程序。

B接触时间是成功达到清洗目的关键所在。

有时清洗液会变成很多不同的颜色，对这类清洗，黑色、棕色、黄色均属正常。

任何时候，清洗液颜色发生变化时，该清洗液应排放掉，并配置新的清洗液，浸泡的时间长短和次数取决于污染的严重性。

C以柠檬酸为有效成份的酸性清洗配方原来是为清洗醋酸纤维素类膜元件设计的，实践证明用于聚酰胺类复合膜的化学清洗并不有效，而且清洗费昂贵。

尤其是，它有成为系统内微生物养分的缺点，引起生物污染。

然而其挥发

性低，就操作安全性而言比连二亚硫酸钠（亚硫酸氢钠）使用方便，因为这一原因，将其列为可选清洗剂。

清洗有机物污染

下列清洗程序是专门针对存在有机物如腐植酸和富里酸、阻垢剂或油等污染膜系统的清洗，对于所有清洗过程，其清洗系统配置、pH和温度范围及建议清洗流量值完全相同，建议参考通用清洗导则的规定。

采取六个步骤清洗存在有机物污染的膜元件，但这六个清洗步骤需要重复进行，一次为高pH清洗液，另一次为低pH清洗液：

1）按表7-9配制清洗液：

Na-SDS表示十二烷基苯磺酸钠；

Na4-EDTA表示乙二胺四乙酸四钠，

当清洗水泵混合清洗液，清洗液预热以及用清洗液置换元件内的原水时，应按表7-1所列流量值的一半即按低流量和低压力