反渗透清洗相关因素的要点分析.doc

1、反渗透清洗相关因素的要点分析摘要：反渗透作为水处理技术中的重要环节之一，其应用越来越受到人们的广泛关注。本文主要介绍了反渗透原理、反渗透膜的构造，重点阐述了对膜污染进行清洗的相关因素与方法，详细分析了其中原理，并对其做进一步探讨，提出了相应的改进方法与意见，进而说明膜清洗的重要性。 关键词：反渗透；污染；化学清洗 中图分类号：X5 文献标识码： A 反渗透是一种用半透膜在压力驱动下滤除水中溶解物的水处理技术，目前已成为超纯水和纯水制备的优选技术，另外在各种料液的分离、纯化和浓缩以及废液的再生回用方面都发挥了重大作用。 本套反渗透装置内部的核心部件复合卷式膜，在水处理过程中起到的作用是十分重要的

2、。在膜分离过程中是以这种选择透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力，原料侧组分选择性透过膜，从而达到分离或提纯的目的。因此，在水处理的实际过程中就意味着大量的水要与膜的表面相接触，而这些水并未经过严格过滤和消毒，所以水流产生的垂直传送速率促进了水中的微生物、离子以及其它杂物在膜表面上的附着，大大降低了产水量及膜的使用寿命，给实际的生产造成很大的麻烦。针对这些污染问题，采用有效的膜的清洗方法，可以将膜面和膜孔的污染物去除，恢复膜的透水量，延长膜的寿命，并且能够很好的维持系统的正常运转，也是水处理技术中一项必要的工作。 1 反渗透膜的结构与工作原理 1.1 反渗透原理 1.2 膜的结构与原理 1.

3、2.1 本装置内为卷式膜组件，在分离过程中原料溶液从端面进入，轴向流过膜组件，而渗透物在多孔支撑层中沿螺旋路线流进收集管，从而达到水的净化。 1.2.2 膜的清洗 当反渗透设备出现产水流量和脱盐率下降或压差增加时，表明系统污染严重，需要清洗，而一种好的清洗方法对于膜设备的作用和能力而言是至关重要的。膜的清洗主要分两个方面：物理方面和化学方面。 2.1 膜清洗的物理方面 膜清洗时的物理方面如温度、机械作用力、时间是在膜清洗过程中应关注的要点，甚至在膜清洗中最重要的“溶剂“-水也应该具有最好的水质，否则清洗过程的本身就可能成为污染的原因。 2.1.1 温度 众所周知，温度的增加可以加快反应过程，对

4、于清洗过程也是如此。作为一个经验值可以说温度每增加 10，清洗效果就加倍。虽然取决于不同的污染物质，但是最小温度还是需要的，我们除盐水厂所使用的聚合有机膜就不能超过 50，若超出这个温度就会对膜产生严重的破坏，可见温度必须适当，适当的温度可以起到良好的效果。 2.1.2 机械力 流量与清洗效果之间有着较大的关系，较高的流动速率产生较高的湍流程度以及较好的乳化和分散特性。而流动速率的增加受到泵的能力、机械稳定性和经济上限制。对于反渗透膜而言，绝大部分污染物和沉积层是直接位于膜的表面，因此在清洗的时候，应当尽可能地降低其过滤能力，否则就有可能在清洗过程中产生二次形成膜。最好是先用低压清洗以松动膜面

5、滤饼，再将初次清洗液排出，最后改为高压清洗膜孔。 2-1 清洗时间的影响 2.2 膜清洗的化学方面 一般来说，用于膜清洗的化学药剂同水质一样重要，针对不同的污染物质要选择相应不同的化学药剂，才能达到预期效果。 2.2.1 水质 水本身是一个非常好的溶剂，也是一个非常好的清洗剂，用于膜清洗过程的水应该是品质优异。若水中存在杂质，在膜清洗的过程中被过滤出来，这有可能将膜堵塞而不是把膜清洗。 测定污染指数（SDI）能够容易判断水质，现规定 SDI 4，否则就会产生相应的问题。 2.2.2 PH 值的影响 清洗循环过程中 PH 值的控制是主要问题，清洗剂可能在 PH=8 时不会产生任何影响，但是如果降

6、到 PH=5 就可能出现膜的堵塞，甚至造成膜的损坏。 3 膜污染产生的原因 3.1 离子结垢 在反渗透过程中，给水中的 CaCO3、CaSO4、BaSO4 等溶解度较小的盐类被浓缩，致使浓水中这些盐类的浓度超过了它们的溶解度而析出，产生沉积物并停留在膜表面及膜孔内形成水垢，使膜受到污染，造成反渗透装置的透水量降低、压差明显上升，效率迅速降低。 3.2 二氧化硅沉淀 二氧化硅的溶解度受许多因素的影响，如温度和 PH 值，且最大的二氧化硅溶解度通常为 150mg/L，而许多原水中二氧化硅的含量超过20mg/L。二氧化硅沉淀一旦在膜面上析出，则缺少有效的清除方法。因此，为了运行安全，应严格控制浓水中

7、二氧化硅的浓度，通常以 100mg/L作为控制指标，在操作运行时不能让二氧化硅沉淀沉积在反渗透膜上。 2.3 金属氧化物的沉积 地下水中常含有铁、锰等游离离子，它们与空气或氧化剂接触后，能被氧化成难溶胶体而堵塞膜孔，引起反渗透膜压差上升，产水量下降。2.4 悬浮颗粒及胶体污染 当反渗透给水前处理系统中保安过滤器短路或发生故障时，保安过滤器失去过滤功能，进水中悬浮颗粒和胶体无法去除，反渗透本体进水浊度和於塞指数远远超出了反渗透给水水质标准的范围，致使悬浮颗粒及胶体在膜面上形成非晶体沉淀，堵塞反渗透膜进水通道，使膜受到污染。 2.5 微生物的滋生 反渗透膜是有机材料，本身会引起微生物的滋生和繁殖。

8、反渗透进水中存在较多的有机物质（CODMn） ，也会促进生物滋生，若给水中添加磷系阻垢剂，再加上反渗透给水温度适宜，更使微生物生长迅速。当膜表面滋生出大量生命力旺盛的微生物时，覆盖在膜表面的微生物不仅会破坏反渗透膜的脱盐层，使膜的脱盐能力下降，微生物及其产生的粘液还会堵塞膜孔，使膜在运行中压差上升，产水量下降。 4.膜的清洗 在系统的运行中，尽管选择了适宜的操作条件，但随着运行时间的增加，膜组内的微生物、有机物和无机杂质颗粒会不可避免的污堵膜表面，使反渗透膜发生污堵，造成系统产水量下降及脱盐率下降等情况。因此必须采取一定的清洗方法，以去除膜面及膜孔内的污染物，达到恢复透水量、延长膜使用寿命的目

9、的。膜的清洗方法可分为三类：物理、化学、物理-化学法。 4.1 物理法 物理清洗是用机械方法从膜面上脱除污染物，这些方法包括：正方向冲洗法、变方向冲洗法、反压冲洗法、振动清洗法、排气冲水法、空气喷射法、二氧化碳清洗法和自动海绵球清洗法等，其中变方向冲洗法是物理清洗法中最为有效的清洗方法。 4.2 化学法 化学清洗通常使用化学清洗剂进行清洗，如稀酸、稀碱、酶、表面活性剂、结合剂和氧化剂等。 酸类清洗剂，可以溶解除去矿物质及 DNA。 柠檬酸、EDTA 之类化学剂可用于除垢和碱性污染物。 Biz、Uitrasol 之类去垢剂可有效去除生物污染。 NaOH 水溶液可有效脱除蛋白质污染，对于蛋白质污染

10、严重的膜，用含 0.5%胃蛋白酶的 0.01mol/L 的 NaOH 溶液清洗 30min 可有效恢复透水量。使用化学法清洗时，使用的化学药剂必须与膜材料相容，并严格按膜生产厂提出的条件（压力、温度 PH 和流速）进行清洗，防止膜发生不可逆损伤。 4.3 物理-化学法 物理-化学法是将物理清洗方法和化学清洗方法有效结合以提高清洗效果的方法，如在清洗水中添加表面活性剂。 结语 反渗透是水处理系统中的主要组成部分，而膜组件又是重中之重，在更换损坏或者污染的膜组件时，必然会涉及到成本和方便性的问题，所以要给予足够的关注。为尽量避免不必要的麻烦，膜清洗技术显得尤为重要，一种好的清洗方法，不仅会增加产量，更会节省成本，也是我们需要广泛研究的课题，为我们的企业创效益。 参考文献 1陈欢林. 新型膜分离技术M.浙江大学出版社.1999. 2许振良. 污水处理膜分离技术的研究进展M.净水技术.2000（3）3-6. 3许振良. 膜法水处理技术M.化学工业出版社.2001.