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[摘 要]膜在清洗前，有必要通过对污染状况进行分析，确定污染物的种类。在掌握污染物种类，成分，数量的基础上，选择合适的清洗药品是清洗成功的关键因素。
当反渗透系统在使用一些药剂时，保证其药剂与反渗透膜和其他所加药剂完全兼容。
[关键词]膜清洗 药剂
中图分类号：TU565.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0120-01
正文
1反渗透膜的污染清洗
在正常運行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难容盐的污染，这种污染最常见的碳酸钙，硫酸钙，硫酸钡，硫酸锶沉淀，金属（铁，锰，铜，镍，铝等）氧化物沉淀，硅沉积物，无机或有机沉积混合物，NOM天然有机物质，合成有机物（如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质），微生物（藻类，霉菌，真菌）等污染。
污染性质和污染速度取决于各种因素，如给水水质和系统回收率。通常污染是渐进发展的，如不尽早控制，污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。当膜元件确证已被污染，或是在长期停机之前，或是作为定期日常维护，建议对膜元件进行清洗。
当膜元件仅仅是发生了轻度污染时，重要的是清洗膜元件。重度污染则会阻碍化学药剂深入渗透至污染层，影响清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%，那么，欲完全恢复膜元件出场时的初始性能是不可能的。
在反渗透系统设计中，可使用反渗透产品水冲刷系统中的污染物以降低清洗频率。用产品水浸泡膜元件可有助于污垢的溶解，脱落，降低化学清洗的频率。
清洗何种污染物以及如何清洗要根据现场污染情况而进行。对于几种污染同时存在的复杂情况，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗。
膜元件受到污染时，往往通过清洗的方式来恢复膜元件的性能。清洗的方式一般有两种，物理清洗（冲洗）和化学清洗（药品清洗），物理清洗（冲洗）是不改变污染物的性质，使用机械性的冲刷清除膜元件中的污染物，恢复膜元件的性能。
化学清洗是使用相应的化学药剂，改变污染物的组成或属性，然后排出膜元件，恢复膜元件的性能。吸附性低的粒子状污染物，可以通过冲洗（物理清洗）的方式达到一定得效果，像生物污染这种对膜的吸附性强的污染物使用冲洗的方法很难达到预期的效果。冲洗已经很难去除污染物时，应停止装置并采用化学清洗。为了提高化学清洗的效果，清洗前，有必要通过对污染状况进行分析，确定污染物的种类。在掌握污染物种类，成分，数量的基础上，选择合适的清洗药品是清洗成功的关键因素。
化学清洗和物理清洗并使可以相互配合的两种清洗手段。在面对轻度污染时，采用物理清洗时添加一些化学药品可以使清洗效果倍增，同样在严重污染采用化学清洗时也可以使用一些物理性的强化手段来增强化学清洗的效果。
2药剂使用分析
2.1加酸----防止结垢
在进水中加入盐酸（HCl）.硫酸（H2SO4）来降低PH。硫酸价格便宜，不会发烟腐蚀周围的金属元器件，而且膜对硫酸的根离子的脱除氯离子高，所以硫酸比盐酸更为常用。使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子的浓度，直接导致硫酸钙结垢倾向增加。降低PH首要，目的是降低RO浓水的中碳酸钙结垢倾向，及降低朗格里尔指数（LSI），LSI是降低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度，表示碳酸钙结垢或腐蚀得可能性。在反渗透水化学中，LSI是确定是否会发生碳酸钙结垢的重要指标。当LSI为负值时，水会腐蚀金属管道，但不会形成碳酸钙结垢，如果LSI为正值，水没有腐蚀性，却会发生碳酸钙结垢。有碳酸钙的饱和PH减去水的实际PH，碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小，随.钙离子浓度即碱度的增加而减小。LSI值可以通过向反渗透进水中注入酸液（一般是硫酸或盐酸）及降低PH值的方法来降低。还可以使用聚合阻垢剂来防止碳酸钙沉淀。
如果系统采用加酸调节pH，推荐加酸点要在上游足够远的地方，在到达阻垢剂注入点之前已经完全混合均匀。
2.2阻垢剂
阻垢剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。大多阻垢剂是一些专用有机合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚马来酸、有机金属磷酸盐、聚膦酸盐、膦酸盐、阴离子聚合物等），这些聚合物的分子量在2000-10000道尔顿不等。如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂，在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘性污染物，污染物会造成操作压力增加，而且这种污染物清洗非常困难。
阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长，因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可替代加酸，也可以配合加酸使用。有许多因素会影响矿物质结垢的形成。温度降低会减小结垢矿物质的溶解度（碳酸钙除外与大多数物质相反，它的溶解度随温度升高而降低），TDS的升高会增加难溶盐的溶解度（这是因为高离子干扰了晶种的形成。过量添加阻垢剂会导致在膜面上形成沉积，造成心得污染问题。在设备停机时一定要将阻垢剂彻底冲洗出来，否则会留在膜面上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂。如果系统采用加酸调节pH，推荐加酸点要在上游足够远的地方，在到达阻垢剂注入点之前已经完全混合均匀。
选择阻垢剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会造成膜的不可逆损坏。所以要进行药剂的RO膜兼容性测试和效率测试。
阻垢剂用户向厂商咨询下列一些问题。
a 与相关RO膜的兼容性如何？
b有没有成功运行1000小时以上的最终用户列表？
c 与反渗透进水中的任何成分（比如铁.重金属.阳离子聚电解质等）-有没有不可逆反应？
d 推荐添加量和最大添加量是多少？
e 该厂商是否提供膜解剖或元件清洗一类的现场技术服务？
2.3絮凝剂
由于胶体悬浮物既很细小又由于介质电荷之间的排斥，所以单独过滤布不起作用。在这些情况下，在过滤前必须加絮凝剂或絮凝化学药品。常用的絮凝剂有三氯化铁，矾和阳离子聚合物。因为阳离子聚合物在低剂量下就有效果，且不明显的增加过滤器介质的固体负荷，所以最常用。另一方面，如果阳离子聚合进入现在采用的某些最通用的膜上，则他们却是最强的污染物。很少量的阳离子聚合物就能堵塞这些膜，且往往难以去除。务须谨记当用阳离子聚合物作为过滤助剂时，必须小心使用。
为了提高混凝剂絮体的强度进行改进他们的过滤性能，或促进胶体颗粒间的架桥，絮凝剂与混凝剂一起或单独使用，絮凝剂为可溶性的高分子有机化合物，如线性的聚丙烯酰胺，通过不同的活性功能团，他们可能表现为阳离子性，阴离子性或中性非离子性。混凝剂和絮凝剂可能直接或间接地影响RO膜，间接的影响如他们的反应产物形成沉淀并覆盖在膜面上，例如当过滤器发生沟流而使混凝剂絮体穿过过滤器并发生沉淀，当使用铁或铝混凝剂，但没有立即降低PH值时，在RO阶段或因进水浓缩诱发过饱和现象，就会出现沉淀，还有在多介质滤器后加入化合物也会产生沉淀反应，最常见的是投加阻垢剂，几乎所有的阻垢剂都是荷负电的，将会与水中阳离子性的絮凝剂或助凝剂反应而污染RO膜。
当添加的聚合物本身影响膜导致通量的下降，这属于直接影响。为了消除RO/NF膜直接和间接的影响，阴离子和非离子的絮凝剂阳离子的絮凝剂合适，同时还须避免过量添加。
参考文献
[1]美国海德能 反渗透和纳滤膜产品技术手册，2005年.
[2]反渗透膜处理工程，2005年.
当反渗透系统在使用一些药剂时，保证其药剂与反渗透膜和其他所加药剂完全兼容。
[关键词]膜清洗 药剂
中图分类号：TU565.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0120-01
正文
1反渗透膜的污染清洗
在正常運行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难容盐的污染，这种污染最常见的碳酸钙，硫酸钙，硫酸钡，硫酸锶沉淀，金属（铁，锰，铜，镍，铝等）氧化物沉淀，硅沉积物，无机或有机沉积混合物，NOM天然有机物质，合成有机物（如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质），微生物（藻类，霉菌，真菌）等污染。
污染性质和污染速度取决于各种因素，如给水水质和系统回收率。通常污染是渐进发展的，如不尽早控制，污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。当膜元件确证已被污染，或是在长期停机之前，或是作为定期日常维护，建议对膜元件进行清洗。
当膜元件仅仅是发生了轻度污染时，重要的是清洗膜元件。重度污染则会阻碍化学药剂深入渗透至污染层，影响清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%，那么，欲完全恢复膜元件出场时的初始性能是不可能的。
在反渗透系统设计中，可使用反渗透产品水冲刷系统中的污染物以降低清洗频率。用产品水浸泡膜元件可有助于污垢的溶解，脱落，降低化学清洗的频率。
清洗何种污染物以及如何清洗要根据现场污染情况而进行。对于几种污染同时存在的复杂情况，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗。
膜元件受到污染时，往往通过清洗的方式来恢复膜元件的性能。清洗的方式一般有两种，物理清洗（冲洗）和化学清洗（药品清洗），物理清洗（冲洗）是不改变污染物的性质，使用机械性的冲刷清除膜元件中的污染物，恢复膜元件的性能。
化学清洗是使用相应的化学药剂，改变污染物的组成或属性，然后排出膜元件，恢复膜元件的性能。吸附性低的粒子状污染物，可以通过冲洗（物理清洗）的方式达到一定得效果，像生物污染这种对膜的吸附性强的污染物使用冲洗的方法很难达到预期的效果。冲洗已经很难去除污染物时，应停止装置并采用化学清洗。为了提高化学清洗的效果，清洗前，有必要通过对污染状况进行分析，确定污染物的种类。在掌握污染物种类，成分，数量的基础上，选择合适的清洗药品是清洗成功的关键因素。
化学清洗和物理清洗并使可以相互配合的两种清洗手段。在面对轻度污染时，采用物理清洗时添加一些化学药品可以使清洗效果倍增，同样在严重污染采用化学清洗时也可以使用一些物理性的强化手段来增强化学清洗的效果。
2药剂使用分析
2.1加酸----防止结垢
在进水中加入盐酸（HCl）.硫酸（H2SO4）来降低PH。硫酸价格便宜，不会发烟腐蚀周围的金属元器件，而且膜对硫酸的根离子的脱除氯离子高，所以硫酸比盐酸更为常用。使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子的浓度，直接导致硫酸钙结垢倾向增加。降低PH首要，目的是降低RO浓水的中碳酸钙结垢倾向，及降低朗格里尔指数（LSI），LSI是降低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度，表示碳酸钙结垢或腐蚀得可能性。在反渗透水化学中，LSI是确定是否会发生碳酸钙结垢的重要指标。当LSI为负值时，水会腐蚀金属管道，但不会形成碳酸钙结垢，如果LSI为正值，水没有腐蚀性，却会发生碳酸钙结垢。有碳酸钙的饱和PH减去水的实际PH，碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小，随.钙离子浓度即碱度的增加而减小。LSI值可以通过向反渗透进水中注入酸液（一般是硫酸或盐酸）及降低PH值的方法来降低。还可以使用聚合阻垢剂来防止碳酸钙沉淀。
如果系统采用加酸调节pH，推荐加酸点要在上游足够远的地方，在到达阻垢剂注入点之前已经完全混合均匀。
2.2阻垢剂
阻垢剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。大多阻垢剂是一些专用有机合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚马来酸、有机金属磷酸盐、聚膦酸盐、膦酸盐、阴离子聚合物等），这些聚合物的分子量在2000-10000道尔顿不等。如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂，在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘性污染物，污染物会造成操作压力增加，而且这种污染物清洗非常困难。
阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长，因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可替代加酸，也可以配合加酸使用。有许多因素会影响矿物质结垢的形成。温度降低会减小结垢矿物质的溶解度（碳酸钙除外与大多数物质相反，它的溶解度随温度升高而降低），TDS的升高会增加难溶盐的溶解度（这是因为高离子干扰了晶种的形成。过量添加阻垢剂会导致在膜面上形成沉积，造成心得污染问题。在设备停机时一定要将阻垢剂彻底冲洗出来，否则会留在膜面上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂。如果系统采用加酸调节pH，推荐加酸点要在上游足够远的地方，在到达阻垢剂注入点之前已经完全混合均匀。
选择阻垢剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会造成膜的不可逆损坏。所以要进行药剂的RO膜兼容性测试和效率测试。
阻垢剂用户向厂商咨询下列一些问题。
a 与相关RO膜的兼容性如何？
b有没有成功运行1000小时以上的最终用户列表？
c 与反渗透进水中的任何成分（比如铁.重金属.阳离子聚电解质等）-有没有不可逆反应？
d 推荐添加量和最大添加量是多少？
e 该厂商是否提供膜解剖或元件清洗一类的现场技术服务？
2.3絮凝剂
由于胶体悬浮物既很细小又由于介质电荷之间的排斥，所以单独过滤布不起作用。在这些情况下，在过滤前必须加絮凝剂或絮凝化学药品。常用的絮凝剂有三氯化铁，矾和阳离子聚合物。因为阳离子聚合物在低剂量下就有效果，且不明显的增加过滤器介质的固体负荷，所以最常用。另一方面，如果阳离子聚合进入现在采用的某些最通用的膜上，则他们却是最强的污染物。很少量的阳离子聚合物就能堵塞这些膜，且往往难以去除。务须谨记当用阳离子聚合物作为过滤助剂时，必须小心使用。
为了提高混凝剂絮体的强度进行改进他们的过滤性能，或促进胶体颗粒间的架桥，絮凝剂与混凝剂一起或单独使用，絮凝剂为可溶性的高分子有机化合物，如线性的聚丙烯酰胺，通过不同的活性功能团，他们可能表现为阳离子性，阴离子性或中性非离子性。混凝剂和絮凝剂可能直接或间接地影响RO膜，间接的影响如他们的反应产物形成沉淀并覆盖在膜面上，例如当过滤器发生沟流而使混凝剂絮体穿过过滤器并发生沉淀，当使用铁或铝混凝剂，但没有立即降低PH值时，在RO阶段或因进水浓缩诱发过饱和现象，就会出现沉淀，还有在多介质滤器后加入化合物也会产生沉淀反应，最常见的是投加阻垢剂，几乎所有的阻垢剂都是荷负电的，将会与水中阳离子性的絮凝剂或助凝剂反应而污染RO膜。
当添加的聚合物本身影响膜导致通量的下降，这属于直接影响。为了消除RO/NF膜直接和间接的影响，阴离子和非离子的絮凝剂阳离子的絮凝剂合适，同时还须避免过量添加。
参考文献
[1]美国海德能 反渗透和纳滤膜产品技术手册，2005年.
[2]反渗透膜处理工程，2005年.