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反滲透和納濾設備的清洗

1、反滲透和納濾設備清洗時機判斷：

反滲透系統的性能參數受溫度、壓力、pH、進水水質等因素的影響。為了準確的判斷系統的清洗時機，應依據膜元件生產商提供的系統設計軟件或標準化軟件對運行數據進行標準化計算，并和系統初始穩定運行時的數據對比，出現下列情況之一時應對反滲透系統進行清洗：

① 運行數據標準化后，系統產水量比初始值下降15%以上。

② 運行數據標準化后，鹽透過率比初始值增加10%以上。

③ 運行數據標準化后，壓力容器壓差比初始值超過15%以上。

2、清洗的方式：

清洗的方式大致可分為：物理清洗（沖洗）、化學清洗（藥品清洗）和離線清洗（將膜元件取出清洗）三種方式。

2.1 物理清洗（沖洗）

物理清洗（沖洗）是不改變污染物的性質，用低壓大流量水流沖洗出膜元件中的污染物，恢復膜元件的性能。

（1）沖洗的流速：裝置運行時，顆粒污染物逐漸堆積在膜的表面。如果沖洗時的流速和制水時的流速相等或略低，則很難把污染物從膜元件中沖出來。因此，沖洗時要使用比正常運行時更高的流速。通常，單支壓力容器內的沖洗流速為：

8 英寸膜元件：7.2～12 m3/h；

4 英寸膜元件：1.8～2.5 m3/h。

（2） 沖洗的壓力：正常高壓運行時，污染物被壓向膜表面造成污染。所以在沖洗時，如果采用同樣的高壓，污染物仍會被壓在膜表面上，清洗的效果不會理想。因此在沖洗時，應盡可能的通過低壓、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物沖出膜元件。壓力通常控制在0.3 Mpa 以下。如果在0.3 Mpa 以下，很難達到一定的流量時，應盡可能控制進水壓力，以不出產水或少出產水為標準。一般進水壓力不能大于0.4 Mpa。

（3）沖洗的頻度：條件允許的情況下，建議經常對系統進行沖洗。增加沖洗的次數比進行一次化學清洗更有效果。一般沖洗的頻度推薦以一天一次為好。根據具體的情況，用戶可以自行控制沖洗的頻度。

（4）沖洗的步驟

①停止反滲透系統的運行。緩慢地降低操作壓力并停止裝置。如果快速停止裝置，壓力會急速下降，這可能會對管道、壓力容器以及膜元件造成損壞。

②調節閥門：全開濃縮水閥門；//全開進水閥門；//全開產水閥門（如果運行時產水閥門沒有全開的情況）。如果錯誤的關閉產水閥門，壓力容器中的后半部的膜元件可能發生產水背壓，造成膜元件破損。

③沖洗作業：啟動低壓沖洗泵；在緩慢打開進水泵的同時，查看濃縮水流量計的流量；調節進水閥門，調節流量和壓力達到標準值；10–15 分鐘后慢慢地關閉進水閥門，停止進水泵。

④恢復正常運行。按日常啟動程序啟動系統。

（5）★注意事項：

①進水水泵需要滿足正常運行時的進水流量（進水流量= 產水流量+濃縮水流量），同時必須考慮滿足沖洗流量的要求。

②濃縮水管路和閥門的選擇也要考慮沖洗時的大流量。制水時，因為回收率高，濃縮水流量相對很小。沖洗作業時，要求低壓高流量，幾乎所有的進水都從濃水管路排除，所以設計濃水管路和閥門時不僅要考慮造水時的流量也要考慮符合沖洗時的流量需要。如果僅僅考慮造水時的流量來設計管路和閥門，則在沖洗時濃水管路以及濃水閥門處的壓降升高，有可能達不到要求的流量或超過沖洗要求壓力。當然， 也可以考慮另外設置沖洗專用管路。

③選定流量計時要考慮到可以讀取沖洗時的最大流量。

④對于多段反滲透系統，為了能夠更有效的沖洗膜元件，系統的設計有必要按可以分段沖洗進行設計。這樣的系統具有以下優點：如果進行全段沖洗，前段的沖洗水和污染物會一起流入后一段中，容易造成后段的堵塞。段數的增加同時也意味著沖洗水流經的膜元件數量增加。為了能夠達到流量要求，需要加大進水壓力。有可能會超過沖洗壓力的允許值，導致膜表面的壓力升高，降低沖洗的效果。

進行第一段沖洗時，全開第一段沖洗濃水排水管路的閥門，關閉第一段濃水和第二段進水間閥門、第二段和第三段的進水沖洗閥門。進行第二段沖洗時，全開第二段沖洗濃水排水管路的閥門，關閉第一段，第三段的進水沖洗閥門，關閉第一段濃水和第二段進水間閥門，關閉第二段濃水和第三段進水間閥門。進行第三段沖洗時，全開第三段沖洗濃水排水管路的閥門， 關閉第一段，第三段的進水沖洗閥門， 關閉第二段濃水和第三段進水間閥門。

2.2 化學清洗（在線）

化學清洗（在線）是使用相應的化學藥劑，改變污染物的組成或屬性，恢復膜元件的性能。

（1）在線化學清洗設備：

在線清洗是膜元件保留在壓力容器中進行，如下圖所示。

清洗設備一般包含清洗水槽，過濾器、循環泵、壓力表、溫度計、壓力表、閥門、取樣點以及管線。清洗水槽的容積要保證滿足連接軟管、管路和反滲透壓力容器內置換用水水量的要求。

化學清洗用設備使用酸和堿等化學藥品，設備材質需要選擇耐腐蝕材料。

清洗液體積的計算

清洗液的總體積包括壓力容器、清洗管道、高壓管路和過濾器的體積及20%的裕度。清洗液體積計算包括粗略估算和精確計算兩種方式。

粗略估算清洗液體積：根據膜元件型號和污染程度而定，對于一般污染情況：

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。

對于嚴重污染情況：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。

常用管路的容積率

壓力容器的容積

注意： 清洗液體積的計算示例僅供參考。

（2）在線化學清洗步驟

一般的化學清洗步驟如下所示，具體的事項根據現場的工作條件及清洗的要求確定。

①沖洗膜元件。用反滲透產水或離子交換水進行幾分鐘沖洗。

②配置藥品。應確保在進入元件循環之前，所有的清洗化學品得到很好的溶解和混合。

③循環清洗。用低流量置換膜元件中的水，排放一部分清洗液后，進行循環。污染嚴重時，如果選擇大流量循環，則有可能會產生壓差過高的問題，從而損壞膜元件（單支膜元件最大壓降0.07 MPa）。此時，采用以下方法進行操作比較可靠：

循環運行開始5 分鐘，按設定流量1/3 的量進行循環；循環5～10 分鐘間，按設定流量2/3 的循環流量循環；10 分鐘后按流量要求循環。

循環的時間要根據具體情況決定。一般已1 小時為準。這期間要隨時檢測pH 值是否變化。壓力應該盡量保持較低的水平，盡可能的沒有產水出現。同時監測壓差是否有變化。

④浸泡及再循環。緩慢關閉反滲透膜元件入口的閥門，循環量接近零時，關閉循環泵。為了防止液體流出壓力容器，浸泡時可以關閉相關的閥門。浸泡的時間根據污染的程度決定。一般在1-12 小時范圍。浸泡后打開相關閥門再進行循環。

⑤沖洗。用反滲透產水或離子交換水沖洗膜元件和清洗裝置中的藥液。這時系統從循環狀態替換到排放狀態。用供給水沖洗膜系統。沖洗的時間大約為20 – 60 分鐘。可以通過測定排水的pH 值和電導率來判斷沖洗是否徹底，pH 值和電導率的數值和進水的數值相近，并不再發生變化時就可以停止沖洗。

⑥試運行。正常啟動系統，初期產水要排放掉，直至產水的水質達到要求為止。為了得到穩定的反滲透產水水質，恢復的時間有時要幾小時到幾天時間。尤其采用堿性溶液清洗（高pH 值）后，水質恢復需要較長的時間。

（3）在線化學清洗藥劑

反滲透系統化學清洗劑的選擇推薦

說明：

① 對于細菌污染物采用消毒和清洗劑清洗是最有效的。先進行消毒，然后用清洗劑去污。

② 對于多種污染物同時并存的情況，通常需要多種清洗方法結合才能達到良好的效果。

③清洗順序一般是先進行除鐵清洗，然后進行酸性清洗，再進行堿性清洗。如果清洗后的脫鹽率不理想，可以再使用酸液在膜表面進行沖刷一遍。然后用預處理后水（最好是RO 產品水）將清洗液沖洗干凈。

（4）在線化學清洗注意事項

①當使用任何清洗化學品時，必須遵循獲得認可的安全操作規程使用藥品前，仔細閱讀從藥品公司處得到的藥品安全表格(MSDS)和藥品所明；操作時，穿戴安全眼鏡、防護手套和工作服。尤其是在使用某些腐蝕性較強的化學藥劑時（如清洗硅污染時可能使用含氟藥劑），建議在專業人員指導下進行清洗。

②應分開各段清洗壓力容器，對于多組件系統，不要試圖一次清洗整個系統，否則會降低清洗效果。清洗各段組件時，應重新配制清洗液!

③在清洗化學藥品與膜元件循環之后，應采用高品質的不含余氯等氧化劑的水對膜元件進行沖洗（最低溫度＞20℃）。推薦用膜系統的產水，如果沒有，對管道沒有腐蝕問題時，可用經脫氯的飲用水和經預處理的沒有硬度、游離氯和鐵給水。

④在清洗溶液進入系統之前，應使溫度及pH 值保持穩定。提高清洗溶液溫度將有助于清洗效果。過高的溫度將會損壞膜。請事先查閱膜生產廠商規定的最高允許溫度及pH 值。在清洗過程中，污染物會消耗清洗藥品，pH 值會因此發生變化，藥品的清洗能力會降低。因此要隨時監測pH 值的變化，及時調節pH 值。一般測定pH 值偏離于設定pH 值0.5 以上時，需要添加藥品。使用前校正pH 計。在清洗液循環期間，pH2～10 時溫度不應超過50℃，pH1～11 時溫度不應超過35℃，pH1～

12 時溫度不應超過30℃。

⑤清洗液流動方向與正常運行方向必須相同，以防止元件產生“望遠鏡”現象，因為壓力容器內的止推環僅安裝在壓力容器的濃水端。

⑥清洗過程中，當清洗過濾器的壓降超過10psi 時，需更換過濾器濾芯。更換清洗劑同時應更換保安過濾器濾芯。

⑦前一種清洗劑完全沖洗干凈后，再使用另一種清洗劑，使用完最后一種清洗劑后，將整個系統徹底沖洗干凈。在恢復到正常操作壓力和流量前，必須注意開始要低流量和壓力下沖洗大量的清洗液。此外，在清洗過程中清洗液也會進入產水側，因此，產水必須排放10 分鐘以上或直至系統正常啟動運行后產水清澈為止。

2.3 離線清洗

離線清洗是指從大系統中取出一支膜元件，用特定的清洗裝置進行化學清洗。離線清洗主要有三個優點：

對系統中出現問題的膜元件進行有針對性的檢測；

對大系統進行清洗前，檢驗單支膜元件的清洗效果試驗；

用于小系統清洗，單支膜的清洗方式可以增加清洗的效果。

★注意事項：

（1）膜清洗后，系統運行前應對預處理進行清洗及再生，并且換保安過濾器濾芯。

（2）清洗時必須要注意，一定不要超過膜廠商規定的清洗溫度、流速及壓力。

（3）應分開清洗系統中并聯組件的各個段。全部段清洗完后，使用清水沖洗。

（4）所選泵的大小，應達到能輸送壓力容器數目最多的一組所需的流速。

                                          鄭州昊晟濾材設備有限公司

                                    2022年3月12日