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膜污染问题是反渗透技术发展的瓶颈之一,其中CaSO4污染及腐殖酸污染在反渗透系统运行过程中较常见也很难清洗干净。目前广泛应用的清洗方法为化学清洗法,但此法成本高,药品量消耗大,且长时间的化学清洗会对膜造成一定程度的损伤。本文首先采用室验室自制的平板反渗透膜设备在操作压力为0.8MPa-1.0MPa,浓缩液流量为30L/h-50L/h,操作温度为20℃条件下进行膜污染实验,待渗透通量下降85%后采用加压溶气法清洗反渗透膜的CaSO4污染,通过改变清洗温度(16℃-25℃)、清洗流量(40L/h-80L/h)、高压泵流量(650L/h-800L/h)等条件研究了其清洗效果。实验结果表明,由于流道剪切力的增大及气泡的水力作用,清洗效果较单相流清洗时明显增强,并且在实验条件下,通过增大清洗流量、清洗温度及高压泵流量可以增强加压溶气法的清洗效果。此外,本文采用室验室自制的平板反渗透膜设备在操作压力为0.8MPa,浓缩液流量为50L/h,操作温度为(20-30℃)条件下进行膜污染实验,待渗透通量下降30%(或50%)后采用加压溶气法清洗腐殖酸污染的效果,通过改变清洗温度(20℃-25℃)、清洗流量(40L/h-80L/h)、清洗液pH(4-11)等条件表征其清洗效果。实验结果表明,在实验条件下,通过增大清洗流量、清洗温度及清洗液pH可以增强加压溶气法的清洗效果。本文同时采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)模拟软件FLUENT 6对气液两相流清洗及膜表面结垢时流道内的流体流型变化进行了模拟。模拟结果表明,气液混合物清洗过程中由于气体的水力作用,流道内上下壁面处剪切力均有所增加,且气体体积分数有一最优值(为0.06),体积分数太大或太小都将弱化气液混合物的清洗效果,通过模拟气泡直径对流态的影响,发现在30μm到80μm范围内,气泡直径对气液混合物清洗过程中的水力作用几乎没有影响;此外,当膜表面结垢污染到一定程度时,由于垢样的存在,流道内隔网处的湍流度及剪切力增大,但流道内流型变化与膜表面所结垢样的形貌有关。此外,膜器内存在许多缺陷,停留时间分布(Residence Time Distribution,简称RTD)技术则为探测反渗透膜缺陷及死区等提供了强有力的工具。本文采用RTD技术研究了操作压力、温度及示踪剂的浓度等对RTD实验结果(膜器内的流型变化)影响。实验结果表明,操作压力及运行温度对RTD实验结果几乎没有影响,虽然示踪剂浓度对实验结果影响较小,但考虑到信号拖尾现象及RTD曲线的光滑度,示踪剂浓度有一最佳值(为25g/L)。