反渗透和纳滤设备的清洗

1、反渗透和纳滤设备清洗时机判断：

反渗透系统的性能参数受温度、压力、pH、进水水质等因素的影响。为了准确的判断系统的清洗时机，应依据膜元件生产商提供的系统设计软件或标准化软件对运行数据进行标准化计算，并和系统初始稳定运行时的数据对比，出现下列情况之一时应对反渗透系统进行清洗：

① 运行数据标准化后，系统产水量比初始值下降15%以上。

② 运行数据标准化后，盐透过率比初始值增加10%以上。

③ 运行数据标准化后，压力容器压差比初始值超过15%以上。

2、清洗的方式：

清洗的方式大致可分为：物理清洗（冲洗）、化学清洗（药品清洗）和离线清洗（将膜元件取出清洗）三种方式。

2.1 物理清洗（冲洗）

物理清洗（冲洗）是不改变污染物的性质，用低压大流量水流冲洗出膜元件中的污染物，恢复膜元件的性能。

（1）冲洗的流速：装置运行时，颗粒污染物逐渐堆积在膜的表面。如果冲洗时的流速和制水时的流速相等或略低，则很难把污染物从膜元件中冲出来。因此，冲洗时要使用比正常运行时更高的流速。通常，单支压力容器内的冲洗流速为：

8 英寸膜元件：7.2～12 m3/h；

4 英寸膜元件：1.8～2.5 m3/h。

（2） 冲洗的压力：正常高压运行时，污染物被压向膜表面造成污染。所以在冲洗时，如果采用同样的高压，污染物仍会被压在膜表面上，清洗的效果不会理想。因此在冲洗时，应尽可能的通过低压、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物冲出膜元件。压力通常控制在0.3 Mpa 以下。如果在0.3 Mpa 以下，很难达到一定的流量时，应尽可能控制进水压力，以不出产水或少出产水为标准。一般进水压力不能大于0.4 Mpa。

（3）冲洗的频度：条件允许的情况下，建议经常对系统进行冲洗。增加冲洗的次数比进行一次化学清洗更有效果。一般冲洗的频度推荐以一天一次为好。根据具体的情况，用户可以自行控制冲洗的频度。

（4）冲洗的步骤

①停止反渗透系统的运行。缓慢地降低操作压力并停止装置。如果快速停止装置，压力会急速下降，这可能会对管道、压力容器以及膜元件造成损坏。

②调节阀门：全开浓缩水阀门；//全开进水阀门；//全开产水阀门（如果运行时产水阀门没有全开的情况）。如果错误的关闭产水阀门，压力容器中的后半部的膜元件可能发生产水背压，造成膜元件破损。

③冲洗作业：启动低压冲洗泵；在缓慢打开进水泵的同时，查看浓缩水流量计的流量；调节进水阀门，调节流量和压力达到标准值；10–15 分钟后慢慢地关闭进水阀门，停止进水泵。

④恢复正常运行。按日常启动程序启动系统。

（5）★注意事项：

①进水水泵需要满足正常运行时的进水流量（进水流量= 产水流量+浓缩水流量），同时必须考虑满足冲洗流量的要求。

②浓缩水管路和阀门的选择也要考虑冲洗时的大流量。制水时，因为回收率高，浓缩水流量相对很小。冲洗作业时，要求低压高流量，几乎所有的进水都从浓水管路排除，所以设计浓水管路和阀门时不仅要考虑造水时的流量也要考虑符合冲洗时的流量需要。如果仅仅考虑造水时的流量来设计管路和阀门，则在冲洗时浓水管路以及浓水阀门处的压降升高，有可能达不到要求的流量或超过冲洗要求压力。当然， 也可以考虑另外设置冲洗专用管路。

③选定流量计时要考虑到可以读取冲洗时的最大流量。

④对于多段反渗透系统，为了能够更有效的冲洗膜元件，系统的设计有必要按可以分段冲洗进行设计。这样的系统具有以下优点：如果进行全段冲洗，前段的冲洗水和污染物会一起流入后一段中，容易造成后段的堵塞。段数的增加同时也意味着冲洗水流经的膜元件数量增加。为了能够达到流量要求，需要加大进水压力。有可能会超过冲洗压力的允许值，导致膜表面的压力升高，降低冲洗的效果。

进行第一段冲洗时，全开第一段冲洗浓水排水管路的阀门，关闭第一段浓水和第二段进水间阀门、第二段和第三段的进水冲洗阀门。进行第二段冲洗时，全开第二段冲洗浓水排水管路的阀门，关闭第一段，第三段的进水冲洗阀门，关闭第一段浓水和第二段进水间阀门，关闭第二段浓水和第三段进水间阀门。进行第三段冲洗时，全开第三段冲洗浓水排水管路的阀门， 关闭第一段，第三段的进水冲洗阀门， 关闭第二段浓水和第三段进水间阀门。

2.2 化学清洗（在线）

化学清洗（在线）是使用相应的化学药剂，改变污染物的组成或属性，恢复膜元件的性能。

（1）在线化学清洗设备：

在线清洗是膜元件保留在压力容器中进行，如下图所示。

清洗设备一般包含清洗水槽，过滤器、循环泵、压力表、温度计、压力表、阀门、取样点以及管线。清洗水槽的容积要保证满足连接软管、管路和反渗透压力容器内置换用水水量的要求。

化学清洗用设备使用酸和碱等化学药品，设备材质需要选择耐腐蚀材料。

清洗液体积的计算

清洗液的总体积包括压力容器、清洗管道、高压管路和过滤器的体积及20%的裕度。清洗液体积计算包括粗略估算和精确计算两种方式。

粗略估算清洗液体积：根据膜元件型号和污染程度而定，对于一般污染情况：

每支4040 型膜元件需配制10 升清洗液；

每支8 英寸膜元件需配制40 升清洗液。

对于严重污染情况：每支4040 型膜元件需配制18 升清洗液；

每支8 英寸膜元件需配制55 升清洗液。

常用管路的容积率

压力容器的容积

注意： 清洗液体积的计算示例仅供参考。

（2）在线化学清洗步骤

一般的化学清洗步骤如下所示，具体的事项根据现场的工作条件及清洗的要求确定。

①冲洗膜元件。用反渗透产水或离子交换水进行几分钟冲洗。

②配置药品。应确保在进入元件循环之前，所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。

③循环清洗。用低流量置换膜元件中的水，排放一部分清洗液后，进行循环。污染严重时，如果选择大流量循环，则有可能会产生压差过高的问题，从而损坏膜元件（单支膜元件最大压降0.07 MPa）。此时，采用以下方法进行操作比较可靠：

循环运行开始5 分钟，按设定流量1/3 的量进行循环；循环5～10 分钟间，按设定流量2/3 的循环流量循环；10 分钟后按流量要求循环。

循环的时间要根据具体情况决定。一般已1 小时为准。这期间要随时检测pH 值是否变化。压力应该尽量保持较低的水平，尽可能的没有产水出现。同时监测压差是否有变化。

④浸泡及再循环。缓慢关闭反渗透膜元件入口的阀门，循环量接近零时，关闭循环泵。为了防止液体流出压力容器，浸泡时可以关闭相关的阀门。浸泡的时间根据污染的程度决定。一般在1-12 小时范围。浸泡后打开相关阀门再进行循环。

⑤冲洗。用反渗透产水或离子交换水冲洗膜元件和清洗装置中的药液。这时系统从循环状态替换到排放状态。用供给水冲洗膜系统。冲洗的时间大约为20 – 60 分钟。可以通过测定排水的pH 值和电导率来判断冲洗是否彻底，pH 值和电导率的数值和进水的数值相近，并不再发生变化时就可以停止冲洗。

⑥试运行。正常启动系统，初期产水要排放掉，直至产水的水质达到要求为止。为了得到稳定的反渗透产水水质，恢复的时间有时要几小时到几天时间。尤其采用碱性溶液清洗（高pH 值）后，水质恢复需要较长的时间。

（3）在线化学清洗药剂

反渗透系统化学清洗剂的选择推荐

说明：

① 对于细菌污染物采用消毒和清洗剂清洗是最有效的。先进行消毒，然后用清洗剂去污。

② 对于多种污染物同时并存的情况，通常需要多种清洗方法结合才能达到良好的效果。

③清洗顺序一般是先进行除铁清洗，然后进行酸性清洗，再进行碱性清洗。如果清洗后的脱盐率不理想，可以再使用酸液在膜表面进行冲刷一遍。然后用预处理后水（最好是RO 产品水）将清洗液冲洗干净。

（4）在线化学清洗注意事项

①当使用任何清洗化学品时，必须遵循获得认可的安全操作规程使用药品前，仔细阅读从药品公司处得到的药品安全表格(MSDS)和药品所明；操作时，穿戴安全眼镜、防护手套和工作服。尤其是在使用某些腐蚀性较强的化学药剂时（如清洗硅污染时可能使用含氟药剂），建议在专业人员指导下进行清洗。

②应分开各段清洗压力容器，对于多组件系统，不要试图一次清洗整个系统，否则会降低清洗效果。清洗各段组件时，应重新配制清洗液!

③在清洗化学药品与膜元件循环之后，应采用高品质的不含余氯等氧化剂的水对膜元件进行冲洗（最低温度＞20℃）。推荐用膜系统的产水，如果没有，对管道没有腐蚀问题时，可用经脱氯的饮用水和经预处理的没有硬度、游离氯和铁给水。

④在清洗溶液进入系统之前，应使温度及pH 值保持稳定。提高清洗溶液温度将有助于清洗效果。过高的温度将会损坏膜。请事先查阅膜生产厂商规定的最高允许温度及pH 值。在清洗过程中，污染物会消耗清洗药品，pH 值会因此发生变化，药品的清洗能力会降低。因此要随时监测pH 值的变化，及时调节pH 值。一般测定pH 值偏离于设定pH 值0.5 以上时，需要添加药品。使用前校正pH 计。在清洗液循环期间，pH2～10 时温度不应超过50℃，pH1～11 时温度不应超过35℃，pH1～

12 时温度不应超过30℃。

⑤清洗液流动方向与正常运行方向必须相同，以防止元件产生“望远镜”现象，因为压力容器内的止推环仅安装在压力容器的浓水端。

⑥清洗过程中，当清洗过滤器的压降超过10psi 时，需更换过滤器滤芯。更换清洗剂同时应更换保安过滤器滤芯。

⑦前一种清洗剂完全冲洗干净后，再使用另一种清洗剂，使用完最后一种清洗剂后，将整个系统彻底冲洗干净。在恢复到正常操作压力和流量前，必须注意开始要低流量和压力下冲洗大量的清洗液。此外，在清洗过程中清洗液也会进入产水侧，因此，产水必须排放10 分钟以上或直至系统正常启动运行后产水清澈为止。

2.3 离线清洗

离线清洗是指从大系统中取出一支膜元件，用特定的清洗装置进行化学清洗。离线清洗主要有三个优点：

对系统中出现问题的膜元件进行有针对性的检测；

对大系统进行清洗前，检验单支膜元件的清洗效果试验；

用于小系统清洗，单支膜的清洗方式可以增加清洗的效果。

★注意事项：

（1）膜清洗后，系统运行前应对预处理进行清洗及再生，并且换保安过滤器滤芯。

（2）清洗时必须要注意，一定不要超过膜厂商规定的清洗温度、流速及压力。

（3）应分开清洗系统中并联组件的各个段。全部段清洗完后，使用清水冲洗。

（4）所选泵的大小，应达到能输送压力容器数目最多的一组所需的流速。

                                          郑州昊晟滤材设备有限公司

                                    2022年3月12日