（杭州守道環境科技有限公司，杭州 311121）

摘要：根據江蘇蘇北某熱電有限公司反滲透的流程、運行情況和多次反滲透膜的清洗經驗，對反滲透膜化學清洗方法作了總結，摸索出一套行之有效的清洗方法，并提出了相關建議。

關鍵詞：反滲透；化學清洗；生物粘泥；污染

引言

反滲透膜法水處理工藝是目前水處理除鹽最有效的技術之一。在以地表水作為鍋爐水源的大中型火力發電廠，化學除鹽水處理中反滲透技術應用越來越廣泛。但是由于反滲透膜在正常運行過程中，不可避免地會被無機鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質沉積在膜表面上，將會引起反滲透裝置出力下降或脫鹽能力下降，因此為了恢復良好的透水和除鹽性能，需要對膜進行化學清洗。

1.反滲透膜的工作原理

反滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術，在一定的壓力下，水分子可以通過RO膜，而水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法透過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。反滲透裝置主要由高壓泵、反滲透膜和控制部分組成，高壓泵對原水加壓，除水分子可以透過RO膜外，水中的其它物質（礦物質、有機物、微生物等）幾乎都被拒于膜外，無法透過RO膜而被高壓濃水沖走。

2. 反滲透技術的特點

第一、反滲透的脫鹽率高，單只膜的脫鹽率可達99%，單級反滲透系統脫鹽率一般可穩定在97%以上，雙級反滲透系統脫鹽率一般可穩定在98%以上。

第二、由于反滲透能有效去除細菌等微生物、有機物，以及金屬元素等無機物，出水水質極大地優于其它方法。

第三、反滲透制純水運行成本及人工成本低廉，減少環境污染。

第四、減緩了由于源水水質波動而造成的產水水質變化，從而有利于生產中水質的穩定，這對純水產品質量的穩定有積極的作用。

第五、可大大減少后續處理設備的負擔，從而延長后續處理設備的使用壽命。

3. 項目情況介紹

江蘇蘇北某熱電有限公司較早使用了反滲透膜法水處理技術。一期2X7.5 MW機組的除鹽水系統中，安裝了兩套65 t/h反滲透裝置。膜按 8/4方式排列運行。設備投運3年來，反滲透膜的日常化學清洗均是由電廠運行人員獨立完成。2021年9月份左右，運行人員發現采用常規化學清洗方法，清洗效果已無法達到預想的目標，同時反滲透膜的污堵已嚴重影響安全生產。業主邀請國內多家知名水處理公司嘗試各種辦法，但效果不佳。2021年10月份杭州守道環境科技有限公司應業主邀請，介入反滲透膜污堵原因分析，并進行在線化學清洗，效果顯著。

4. 反滲透系統的運行情況及污染物分析

4.1 水源特點

該熱電廠使用的水源來自湖泊水，經初步凈化處理后作為補給水的水源，水質特點為低濁度、高有機物，且腐植質、膠體類大分子有機物占較大比例，水質波動較大。

4.2反滲透設備的流程

該系統的工藝流程為：絮凝沉淀→砂過濾→多介質過濾器→活性炭過濾器→精密過濾器（濾芯為5μm）→高壓泵→反滲透→預脫鹽水箱→預脫鹽水泵→復床離子交換器→混床離子交換。反滲透裝置設計脫鹽率97%，回收率≥75%。

4.3反滲透系統的運行特點與清洗周期

隨著運行時間的增加，反滲透裝置進水壓力逐漸升高，透水量降低，系統產水量及脫鹽率也隨之下降，清洗周期基本在20天左右，經多家水處理公司化學清洗，效果均不理想。

4.4污染物的分析

a）膜進水壓力升高，系統壓差上升不明顯，脫鹽率及產水量下降明顯。

b）膜原件流道已經被污染物撐開，進出水端已經被污染。

c）從解剖膜元件中可以看到，膜面覆蓋有生物粘泥和粒狀物質，生物粘泥在膜內大量繁殖，造成反滲透膜產水量在短期內急劇下降。從取完污染物的膜表面觀察，反滲透膜面整潔完整無被氧化的痕跡，也無背壓運行的跡象。

d）污染物在專用酸性清洗劑浸泡初始狀態下開始膨脹，呈絮體狀，肉眼可見粒子狀物質開始反應，產生氣泡，溶解。浸泡過夜后粒子狀物質完全溶解，殘留物為生物粘泥和少量活性炭粉末，在堿性專用清洗劑初始狀態下生物粘泥與清洗劑反應、分層。活性炭粉末下沉，生物粘泥上浮并溶解，浸泡過夜后生物粘泥完全溶解，底部殘留少量活性炭粉末。

e)膜面附著物的FT-IR的分析結果如下所示。確認分別是來自微生物、磷酸鈣的吸收。膜面附著物的EDX分析（局部分析）可以檢測出微生物、磷、鈣。分析是原水中溶解的無機物在濃縮后，膜面結垢而析出。可以確認膜元件除發生微生物污染還發生了結垢，引起了明顯的產水量下降的現象。

4.5污堵原因結論

原水水質比較差，有機物含量高，微生物、腐植質、膠體類大分子有機物占較大比例，是造成膜表面污堵的主要原因。

5. 反滲透膜化學清洗

5.1清洗方案的確定

根據現場實際情況，釆用了堿洗與酸洗相結合的清洗方案。清洗藥劑選用守道環境公司的堿性專用清洗劑SD-719、酸洗專用清洗劑SD-723。具體清洗方法如下。

a） 系統管路沖洗。釆用清洗水泵為動力，用預脫鹽水沖洗整個系統管路，包括清洗管路。

b） 分段堿洗。根據溶液箱及管路體積，配制好1.0%的專用堿性清洗劑SD-719溶液，并用分析純的氫氧化鈉調節溶液的pH值為11左右，循環均勻，加熱嚴格控制清洗液的溫度控制在35～38oC。清洗分段進行。先清洗一段，再清洗二段，清洗方向與運行方向一致，清洗采用動態循環與靜態浸泡相結合。每段先循環清洗2小時，再浸泡2小時，然后再進行循環、浸泡。

c）堿洗結束后，用產品水對反滲透裝置進行低壓沖洗20分鐘，直至沖排放水PH到達中性，結束沖洗。

d） 沖洗結束后進行一、二段串聯酸洗。參照堿洗方案，配制好1%的酸性清洗劑SD-723溶液，pH值為2.5左右，加熱嚴格控制清洗液的溫度控制在35～38oC。清洗時一、二段串聯酸洗。也釆用動態循環與靜態浸泡相結合。每段先循環清洗2小時，再浸泡2小時，然后再進行循環、浸泡。

5.2清洗的具體實施

a） 清洗前檢査整個清洗系統有關閥門及管路嚴密性。

b） 堿洗時，每一段循環清洗的時間為2h, 然后浸泡2h,如此往復，控制時間為24h。清洗過程中，必須控制清洗液的pH值在11左右，當清洗液的顏色發黃、發深，出現大量泡沫時，表明清洗效果較好。

c） 堿洗結束后，對反滲透系統和清洗管路進行大流量的除鹽水沖洗。測定沖洗出水的pH值在 7左右，再實施實施酸洗。一、二段串聯酸洗時，也釆用動態循環與靜態浸泡相結合，循環時間、頻率與堿洗一致。

d）清洗結束后用除鹽水對整個系統進行沖洗。

5.3清洗過程中注意事項

a）若清洗液循環后有明顯變色、較多懸浮污物、大量泡沫現象，不必再進行浸泡、再循環過程，須重新配置清洗液進行循環。

b）若有機物污染比較嚴重須將RO裝置用堿性清洗液浸泡過夜。

c）清洗過程中清洗液的PH值是重要的測定參數，通過PH的變化可以判斷系統清洗的狀況和清洗階段。在循環過程中，若清洗液PH值比新鮮清洗液有0.5-1.0的變化，須在清洗罐中再加入少量藥劑來維持PH值。

d）循環結束后關閉清洗泵出口閥門，打開RO產排閥、濃排閥。關閉清洗泵，排放罐中藥液，充入清水，再次啟動清洗泵用清水沖洗清洗水箱。

5.3反滲透清洗前后的運行數據對比

清洗后反滲透裝置運行情況良好，進水壓力恢復到設計值，段間壓差明顯降低，產水量提高到設計值。

6. 清洗結論與建議

a） 對單一污染物的清洗，特別是對表面顯示有機物污染的膜系統，釆用堿洗與酸洗的復合清洗是必要的，只靠堿性配方清洗，效果難以奏效。實際上，較常見的有機物污染物表層可見到膠體或微生物，但下層可能是金屬氧化物或其他無機鹽垢。只靠堿性配方清洗，效果難以奏效。

b） 采用靜態浸泡與動態循環交替清洗，效果較好。

c） 微生物污染的大量積累會導致清洗頻率增加和膜性能的明顯衰減。雖然定期再生或更換活性碳可以一定程度上減小膜的污染，但在活性炭過濾器及后端卻容易滋生大量的微生物，造成膜表面的生物膜污染。可以考慮在保安過濾器前投加非氧化性殺菌劑，減少保安過濾器及反滲透裝置內的微生物繁殖。

d） 選用品質可靠的阻垢劑對反滲透系統穩定運行至關重要，品質低劣的阻垢劑不僅無法起到阻垢作用，反而會成為膜污堵的污染源。

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說明：本文已發表于“中國鹽業［J］，2022（10)：51-53,56.