反滲透膜污染及清洗措施

反滲透已廣泛運(yùn)用于制備純水超純水、廢水脫鹽、物料分離，涉及飲用水、食品、醫(yī)藥、電子半導(dǎo)體，以及工業(yè)廢水處理、市政污水處理中的深度處理等。市場(chǎng)規(guī)模巨大，針對(duì)反滲透（RO）系統(tǒng)市場(chǎng)容量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2022年..反滲透（RO）系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到419.65億元人民幣，中國(guó)反滲透（RO）系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到108.14億元。

反滲膜是反滲透系統(tǒng)中的核心部件和主要耗材，占據(jù)設(shè)備投資的一半以上，而膜更換費(fèi)用占據(jù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的80%以上，滲透膜的污染隨過(guò)濾次數(shù)的增加逐漸加重，膜元件造成污染，降低生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)成本，而反滲膜系統(tǒng)清洗維護(hù)能降低故障率、提高產(chǎn)水率，延長(zhǎng)膜使用壽命。本文對(duì)反滲透膜污染的類型、原因、清洗方法簡(jiǎn)單介紹。

常用的反滲透膜清洗方法包括物理清洗、化學(xué)清洗和生物清洗三大類：

物理清洗：主要包括水力清洗、超聲波清洗和機(jī)械刮除等方式，去除膜表面的污染物。常見(jiàn)的水力清洗有低壓高速清洗、反沖洗等，主要是靠剪切力和反向壓力去除膜表面的污染物。一般來(lái)說(shuō)物理清洗所需設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)膜損傷小、環(huán)境影響小、使用周期短。但是清洗效果有限。物理清洗可與化學(xué)清洗結(jié)合使用，以達(dá)到更好的清洗效果。

化學(xué)清洗：當(dāng)物理清洗有限時(shí)，就需要使用化學(xué)清洗。通過(guò)化學(xué)清洗劑與膜面或膜孔內(nèi)的污染物發(fā)生溶解、置換或化學(xué)反應(yīng)來(lái)使污染層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化，并將其轉(zhuǎn)變成可以清洗去除的狀態(tài)?；瘜W(xué)清洗又可以分為酸洗、堿洗、氧化劑清洗、絡(luò)合劑清洗、鹽洗、表面活性劑清洗等。

生物清洗：生物清洗是利用具有生物活性的清洗劑（如酶等）來(lái)去除污染物。使用酶清洗劑的優(yōu)點(diǎn)是膜保持清潔的時(shí)間延長(zhǎng)；此外，酶清洗還可以減少有害化學(xué)清洗的用量，但是使用不當(dāng)時(shí)也會(huì)對(duì)膜造成污染。

根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)甄別污染原因，選擇合適的清洗藥劑是清洗成功的關(guān)鍵。

反滲透膜清洗劑的選用要根據(jù)膜污染類型而定，同時(shí)要遵循制造商的建議，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)中的方法進(jìn)行操作。過(guò)度的清洗可能會(huì)導(dǎo)致反滲透膜的磨損和漏水問(wèn)題，從而增加維護(hù)和更換的成本。因此，清洗的頻率和方法應(yīng)在經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

清洗藥劑的選擇要充分考慮系統(tǒng)的預(yù)處理工藝、進(jìn)水水質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)行狀況、系統(tǒng)正在使用的化學(xué)品，準(zhǔn)確判斷膜的污染類型；以及考慮膜元件的材質(zhì)特性即耐受酸、堿、氧化劑、溫度、外力沖擊的能力等諸多因素。..膜清洗劑將污染物從膜上去除的同時(shí)，要..膜不受傷害，或..小程度的受傷害。

根據(jù)膜污染的類型和程度選擇反滲透膜清洗的藥劑：

酸性清洗劑：如硝酸和鹽酸等，可用于清除膜表面的無(wú)機(jī)鹽垢和鐵銹等雜質(zhì)。

堿性清洗劑：如氫氧化鈉和氫氧化鉀等，可用于去除膜表面的有機(jī)物質(zhì)、油脂和蛋白質(zhì)等污垢。

催化劑：如過(guò)氧化氫和磷酸等，可用于加速清洗的化學(xué)反應(yīng)，提高清洗效果。

防腐劑：如亞硝酸鈉和肼等，可用于防止膜表面進(jìn)一步生銹和腐蝕。

根據(jù)是否停機(jī)，將清洗方式分為在線清洗和離線清洗，此外拆洗是將膜元件的環(huán)氧樹(shù)脂鎧裝拆除，展開(kāi)并行卷繞的膜袋清洗。

離線清洗是將反滲透膜從運(yùn)行系統(tǒng)中拆出，利用專業(yè)清洗裝置進(jìn)行清洗，通過(guò)物理和化學(xué)的共同作用達(dá)到清除污垢、恢復(fù)膜元件性能的目的。離線清洗可以充分發(fā)揮清洗裝置的優(yōu)勢(shì)，可對(duì)膜元件性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，可針對(duì)污垢特點(diǎn)使用不同的清洗 藥劑反復(fù)、交替進(jìn)行清洗，化學(xué)藥劑的使用針對(duì)性強(qiáng)、除垢率高，不會(huì)對(duì)膜元件造成傷害。因此，一般對(duì)于污染較輕或初次清洗的系統(tǒng)適合采用在線清洗方式進(jìn)行恢復(fù)。如果在線清洗很難恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，再采用離線方式進(jìn)行徹底清洗。而拆洗通常用于，廢棄膜的回收。

在線清洗是指利用在線清洗（CIP）設(shè)備對(duì)反滲透裝置整體進(jìn)行清洗，其優(yōu)點(diǎn)是不用進(jìn)行膜元件的拆卸，只需將清洗藥品運(yùn)至生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)利用反滲透系統(tǒng)進(jìn)行清洗即可；缺點(diǎn)是由于在線清洗是在原運(yùn)行設(shè)備上通過(guò)單一化學(xué)作用將污垢清洗下來(lái)，受運(yùn)行設(shè)備條件的制約，清洗效果不夠徹底。

4.2 離線清洗

4.3 膜元件拆洗