一、清洗的必要性
在正常运行条件下,反渗透膜可能被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染,这些物质沉积在膜表面上,将会引起反渗透装置出力下降或脱盐率下降;有时反渗透水处理系统的误操作或故障,如系统回收率过高、加阻垢剂系统故障,可能引起反渗透膜的污染及结垢。因此,为了恢复反渗透膜良好的透水和除盐性能,需对膜进行化学清洗。当膜有损伤时,可采用膜制造商提供的修复溶液,对膜进行修补,以恢复 RO 膜的脱盐率。
值得指出的是,RO装置设计合理、运行正确,就无需经常清洗,但是,若每个月需清洗一次,则预处理工艺显然是不合适的。
二、清洗条件
清洗条件应根据膜制造商提供的清洗导则进行,如果膜制造商未提供清洗导则,则应遵循下列原则,即凡是具备下列条件之一,均需对膜元件进行清洗:
(1)标准渗透水流量下降 10% ~15%;
(2)标准系统压差增加 10%~15%;
(3)标准系统脱盐率下降1% ~2%或产品水含盐量明显增加;
(4)已证实有污染或结垢发生。
一般情况下,给水温度降低、给水压力降低等均会引起渗透水流量的下降,因而,把渗透水流量核算到具有可比的标准渗透水流量是十分重要的,便于决定何时进行清洗。也应指出,对CA膜的RO系统,由于压密会造成一些不可逆转的流量损失,一般膜压密主要发生在系统刚投运的8-10d内(200h),此后膜的性能将趋于稳定。
三、常见的膜污染物
(1)碳酸盐垢。在不少的 RO 系统中,碳酸钙和碳酸镁的溶解度会被超出。如果防止该沉积的预处理方法不当,它们会沉积下来。碳酸盐垢主要趋向于发生在 RO 系统后面的膜元件中,因为该处溶液浓度较高。碳酸盐垢在膜上形成,表现为标准渗边水流量下降,除非膜是CA膜,且同时发生水解;也表现为脱盐率的下降,因为膜表面浓差极化增加了。最可能发生的情况是,仅靠阻垢剂防止碳酸盐垢的形成,或者预处理软化器故障。
(2)铁/锰。如果溶解金属被残余氯氧化,或由于与空气接触被氧化,则锰和铁的沉积物会污染膜表面。浓度低至0.05mg/L的铁/锰也足以污染膜表面,表现为标准压差升高(主要发生在系统前面的膜元件),也可能引起标准渗透水流量的下降。通常锰存在时,铁也会存在。
(3)硫酸盐垢。一些水源的硫酸盐浓度较高,其结垢倾向可通过水质分析预测。如果沉积发生,首先影响系统中盐浓度高的、最后面的膜元件。严重的硫酸盐垢污染是极难清洗的,专用清洗液可用于这些垢的清洗。
四、清洗药剂
不同的膜生产厂商对上述污染物采用的药剂有不完全一致的要求。具体清洗配方或专用清洗液向膜制造商索取。但是总的来说,酸清洗液除去无机沉淀物,如Fe、CaCO3、pH值调至2~4;碱清洗液除去有机物、微生物,一般pH值调至10~12。
根据反渗透膜的污染、结垢的具体情况,选择有针对性的清洗剂是十分重要的。分析反渗透膜的污染、结垢情况可采用下列途径:
(1)分析设备性能数据
(2)分析给水中潜在污染、结垢成分
(3)分析 SDI仪的膜过滤器收集的污染物。
(4)分析滤芯过滤器的污染物。
(5)检查管道内表面和膜元件两端的状况。如果污染物呈红棕色,则可能是铁污染;如果呈粘性或凝胶状,则可能是微生物或有机物污染
(6)必要时剖开膜元件进行分析,查找污染、结垢成分。
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