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反渗透膜的化学清洗十五问（二）

2019-10-24 15:29:51 来源：北京盛大维新公众号

多数情况下采用就地化学清洗。离线清洗只是迫不得已的补充手段。RO系统污堵严重到进水通道堵塞 90-100%时，有时可能需要采用离线化学清洗。对于化学清洗容易遇到的一些关键问题，SUEZ膜专家总结了十五条问答。

第六问：常有客户问：化学清洗是先酸洗好，还是先碱洗好？

答：这个问题并没有固定的答案。有的时候先酸洗好，有的时候先碱洗好。这需要客户根据实际情况作出判断。一般判断原则如下：

如果既需要酸洗，又需要碱洗，那么污染物一定不是单一成分，而是复杂成分，这时需要酸洗的物质和需要碱洗的物质往往互相层层包裹。如果污染物*外层为诸如金属氧化物、絮凝剂残余、粘土、垢类等无机物，则可能先酸洗有效；反之如果污染物*外层为诸如微生物、代谢产物、藻类等有机物，则可能先碱洗有效。

总之一个原则：清洗药品只要与污染物对症，清洗一定有效。否则，很难有效。

第七问：化学清洗常用的酸有哪些？常用的碱有哪些？其他常用药剂有哪些？

答：化学清洗常用的酸性清洗剂有盐酸、柠檬酸。硫酸、磷酸有时也可以使用，但有一些特殊考虑需注意，一般不推荐。另外氧化性的硝酸不能采用。

盐酸酸性强，电离快，反应快，没有副反应，因此比较安全，只是使用过程中可能需要一次或多次补加药量，以维持酸度。除盐水配制盐酸时，一般需要0.05-0.2%，以满足pH不低于2.0为宜，与配制水源的缓冲性有关。特别提醒：接触清洗液的管道或者水泵材质如果有SS304不锈钢，不能使用 HCl 清洗。柠檬酸酸性弱，属弱酸，电离和反应均慢一些，可以配制较高的浓度（0.5-2.0%），pH不易低于2.0，因此实际操作中补药的情况不多。有一点要注意，系统铁污堵明显的情况下，柠檬酸的清洗温度不宜过低，柠檬酸浓度不宜过高（>0.5%），否则有生成柠檬酸铁沉淀的可能性。使用硫酸和磷酸主要是要注意防止硫酸钙、硫酸锶、硫酸钡、磷酸钙垢的生成。

化学清洗常用的碱性清洗剂主要是氢氧化钠、EDTA四钠盐。氢氧化钠的除盐水配制浓度一般为0.05-0.2%，以满足pH不高于11.5为宜，与配制水源的缓冲性有关。EDTA的配制浓度可以为0.1-1.0%，以控制pH不高于11.5为宜。

其他常用药剂有亚硫酸氢钠、十二烷基磺酸钠等。亚硫酸氢钠特别适合于清洗铁氧化物、锰氧化物等氧化性的污染物，配制浓度一般0.1-1.0%，必要时中途补加药量。十二烷基磺酸钠主要用于去除有机物、粘泥、微生物膜、以及导致膜面亲水性下降的污染物，考虑到起泡问题，一般配制浓度很低0.005-0.02%，而且清洗温度不宜太低。

第八问：怎样合理选择清洗方案的各项参数？

答：总的来说，应坚持大流量、低压力、低压差的原则。在大流量循环的情况下，单支压力容器（PV = PressureVessel）的压力、压差和流量建议如下：

元件尺寸	清洗压力*，Bar	流量范围，m3/h	压差**，Bar
4寸	0.5-4.0	1.8-2.3	PV<3.5,元件<0.7
8寸	0.5-4.0	6.0-9.0	PV<3.5,元件<0.7

*注：清洗压力的大小取决于每个压力容器内元件的数量。

**注：压差要保证每个压力容器PV小于3.5Bar，同时要保证容器内每支膜的压差不超过0.7Bar。

清洗温度*高不要超过50ºC。客户特别需要清楚的是：温度越高，则清洗时间应越短，药品浓度应越低，pH耐受范围也越窄。清洗温度与清洗时间、药品浓度、*高和*低 pH紧密相关。因此，为安全起见，没有特别需要的话，一般建议清洗温度25-30ºC 为宜。

清洗时间则从数十分钟到数十个小时不等，取决于反应的快慢，基本思路是要保证清洗进行彻底，但也不要过洗。一般 3.0 小时以内、30ºC以内且 pH 不超标的清洗属于标准清洗，对膜的性能影响较小；超过 3.0小时以上、超过30ºC的清洗就属于严厉清洗，对膜性能影响变得显著，因此用户需要小心应对。碳酸钙垢一般酸洗 1-2个小时就够了；不严重的微生物滋长则需要2-3小时碱洗；二氧化硅垢就可能需要36-48小时严厉清洗，并且脱盐率会有大幅下滑；复杂的硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐垢可能需要反复多次清洗才有效果，耗时数十小时，性能下降显著。

第九问：分段清洗和整体清洗有什么不同？

答：分段清洗是将 RO的一段、二段分开进行清洗的过程。由于循环回路分开了，所以容易控制每段的流量，从而保证每个压力容器所需的大流量，而且容易分别任意控制一段、二段的清洗时间，避免过洗发生；不足是耗时较长。整体清洗就是把一段、二段串联起来一起循环清洗，比较省时间；不足是：在保证第二段足够循环流量的情况下，*段的循环流量可能略显不足，而且一、二段的清洗时间始终相同，不能分别控制，有造成过洗的潜在机会。

实践上，到底怎么选择分段清洗和整体清洗，取决于污染物的类型和形态。如果污染物只是需要清洗剂通过化学反应除掉（比如：纯粹的碳酸垢），溶解产物完全进入清洗溶液中，而且很容易带出PV内部，那么整体清洗就很合适；如果污染物只是部分与清洗剂反应而溶解，那么不溶解部分可能需要通过增大循环流速（比如：难溶胶体和微生物的复合污堵、PAM等高分子污堵、胶体硅的污堵、难溶垢和易溶垢的复合污堵等），以增强冲刷效果才能带出PV内部，或者说污染物不容易全部从PV内部带出来，那么分段清洗更为合理，可以显著节省清洗时间。

其他适用原则：系统需要严厉清洗时，一般采用分段清洗为宜。干净水源，污染成分单一，可考虑整体清洗；污染水源或者复杂水源，建议考虑分段清洗。

第十问:化学清洗应采用什么溶液？浓药配制方式？向清洗液中加入浓药品的方式选择？

答：RO系统合适的清洗溶液*佳的是新鲜制造的除盐水（pH呈中性），其次是RO产水（pH呈弱酸性）或者放置一段时间并接触空气的除盐水（因吸收二氧化碳而pH显弱酸性）。

含氯的自来水、超滤产水或者结垢性偏强的井水均不能用作 RO系统的清洗液。

固体药品的配制方式，宜采用搅拌器，且应考虑相关放热或者吸热的问题。比如：用固体 NaOH配制浓溶液，应该逐渐将固体碱一点一点往配制液中加入，同时不断搅拌，且注意控制发热温度不宜过高，注意相关塑料部件是否有发热变形等问题；柠檬酸配置的过程会大量吸热，因此配药箱不宜置于低温环境下，这样会导致搅拌时间延长，等等。

液体药品有的可直接使用，有的可能需要适当稀释。请调试时，根据需要和方便作相应的安排。

向清洗液中加入浓药品大体可采用两种方式：一是将浓药品直接加入清洗箱中，混合均匀后，送入膜系统；二是启动清洗泵，通过清洗管道，一边循环清洗液，一边在线加入化学药品。

下面是几点现场应用经验：弱酸性的水源作为清洗液，加入碱性药品时可能导致碱性药品的效率下降；含强酸的RO产水（多种污水回用时真实碰到过）不合适配置 NaHSO3、Na2CO3 等浓药剂，因为强酸会导致其有效成分下降，甚至失效。

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