反渗透膜的化学清洗方法探讨
【摘 要】本文主要介绍了江西新昌发电有限公司反渗透膜的化学清洗方法，结合系统的运行和水质情况，有针对性地选取清洗药品，对反渗透膜进行化学清洗。对比清洗前后反渗透膜的产水情况可知，清洗效果明显，清洗后反渗透膜的各进水压力及各段压差都有明显的下降，产水量也有明显的提高。
【关键词】反渗透膜；清洗方法；效果
Reverse Osmosis （RO device） Cleaning Method
SHAO Bo1 LI Su-yun2
（Cpi Jiangxi Xinchang Power Generation Co.， Ltd， Nanchang Jiangxi， 330117）
【Abstract】The chemical cleaning methods of reverse osmosis of Jiangxi Xinchang Power Plant are introduced in this paper. The cleaning agent that is used to clean the reverse osmosis membranes is choosed by combining system operation and water quality. The results showed that the cleaning effect is very good. After cleaning， the each water pressure of reverse osmosis membrane and each pressure have significantly reduced and the water production has been significantly improved.
【Key words】Reverse osmosis membranes；Cleaning；Effect
近年，反渗透技术由于其除盐率高（可达97%）、产水水质稳定、占地面积小、绿色无污染、自控操作强等特点，在电力行业锅炉补给水预脱盐方面应用较为广泛，产生了重大的社会和经济效益。江西新昌发电有限公司新建2×700MW国产引进型超超临界参数机组，其中1#机组2009年12月投产，2009年9月-2009年11月完成反渗透装置调试。其中反渗透膜元件的选型依据是赣江水水质，选用了陶氏公司的FILMTEC BW30-400型号反渗透膜，其特点是选择透水量大、脱盐率高、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度好，膜元件面积37.2m2，元件脱盐率高达99.5%。
1 反渗透装置简介
反渗透装置在除盐系统中属关键设备，原理是利用膜分离技术除去水中大部份离子、SiO2 等物质，大幅降低TDS、减轻后续除盐设备的运行负荷。反渗透是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。
反渗透是一种借助于选择性透过膜的功能，以压差为动力的膜分离技术，当系统所加压力大于溶液的渗透压时，溶液中的水分子透过膜进入淡水室，溶液中的杂质（如离子、胶体、有机物、细菌）被截留在浓水室，随着反渗透过程的进行，这些物质沉积在膜表面上，将会引起反渗透膜透过量下降和脱盐率降低，为了恢复反渗透膜的透过量和脱盐性能，需要对反渗透膜定期地进行化学清洗，防止因极度的污染造成膜通量不可逆的恢复[1-2]。
2 反渗透装置清洗条件
一般来说膜的清洗周期受其本身材质性能参数、运行条件（如温度、压力等）的影响，清洗周期通常为3-6月/次。通常反渗透系统在运行中，出现下列现象之一者，反渗透膜需要进行化学清洗：
1）产品水的膜透过量下降10-15%；
2）产品水的脱盐率降低10-15%；
3）膜的压力差（原水进水压力-浓水压力）增加10-15%；
4）已被证实有结垢或有污染。
但值得注意的是，反渗透膜本身是受运行的压力、水温等参数的影响，RO膜清洗的条件应综合全面考虑。
我公司投产初期经过半年多的运行，在2010年7月经观察运行的参数表1。以ROA系列为例，系统入口压力为9Bar，总差压上升到了5Bar（其中一段差压上升到了3 Bar，二段差压上升到了2 Bar，）反渗透膜的差压特别是一段差压上升较快，对比表2数据，远远超过调试时的0.8 Bar，给系统的安全运行带来了威胁，并将影响反渗透膜的使用寿命。经过咨询厂家，并结合本厂的实际情况，决定对反渗透膜进行一次化学清洗。
3 反渗透膜清洗步骤简述
我公司反渗透清洗系统由具有防腐性的溶药计量箱、清洗过滤器（5mm保安过滤器）、清洗泵及管件组成。
3.1 反渗透膜化学清洗步骤
反渗透膜化学清洗分为6个过程：配置清洗药液、低压冲洗、循环、浸泡、高压冲洗和清洗。
化学清洗药剂的配置是化学清洗过程的基础，它直接影响化学清洗的效果。
3.2 药剂量的计算
化学清洗药剂加量=药剂溶液百分比浓度x添加的清水量（通常为化学药箱容积）。
注：清水要求为反渗透产品水或无其它离子污染的纯洁水；
药剂溶液百分比浓度：是按厂商规定的药剂溶液百分比浓度计算；
化学清洗药剂投加量：为原液纯度；若不是，则此值需要除以已知纯度。
3.3 清洗液 pH 值的检测
清洗过程中清洗液的pH值是重要的测定参数，通过pH的变化可以判断系统清洗的状况和清洗阶段。现场采用便携式pH仪进行检测。
3.4 清洗液的配制
3.4.1 在反渗透装置正常运行条件下，慢慢打开化学清洗系统的清水注入阀，让反渗透产品水注入化学清洗箱。
3.4.2 当水注入到化学清洗箱容积一半时，将计算的药剂量，倒入化学清洗箱中。
3.4.3 当反渗透产品水至化学药箱满液位线，关闭清水注入阀。启动清洗泵，打开清洗液循环阀，循环搅拌5 分钟。检测 pH 值，调节pH值至要求范围内。
3.5 反渗透膜化学清洗工艺过程
3.5.1 冲洗过程
反渗透系统的化学清洗过程中，要进行两个冲洗过程：化学清洗开始时的冲洗能有效地松动膜表面污物；当化学清洗完成后的冲洗能有效地去除化学洗洗液，为产品水的质量提供了必要保证。
3.5.2 浸泡过程
浸泡是反渗透系统清洗的关键。它既能使化学液与污染物发生充分的化学反应，又能让污染物从膜的表面脱落，溶于化学液中达到化学清洗的目的。
3.5.3 循环过程
循环是反渗透系统清洗的主要过程。该过程中化学液与膜内部污染物质发生物理的动力接触，使污染物通过渗透、磨擦、剪切等反应从膜表面剥离，从而达到化学清洗的目的[3-5]。
3.5.4 清洗要点
1）清洗时避免产水侧背压。清洗前，在关闭产水回收门时，应该打开产水排放或者清洗产水回流门。
2）清洗时严格控制好pH，酸洗时一般不超过1，碱洗时一般不超过11。
3）清洗时严格控制好温度，温度一般控制在30℃左右为宜。
4）清洗药品必须在清洗药箱中完全溶解才能进入系统。
4 反渗透膜清洗液配方选择
注：W：重量百分比；SPT：是Na5P3O10；TSP：是Na3PO4·12H2O。
反渗透清洗配方见表3。
5 反渗透清洗效果
我公司反渗透膜经过半年连续运行，在2010年7月15日对反渗透A装置进行第一次化学清洗时，首先，根据水质初步化验水中有机物和微生物较多，选用0.1%NaOH+0.025%Na-DSS分段清洗ROA，浸泡12h后，但效果不明显；然后，调整选用0.2%HCL除去水中CaCO3，0.1%NaOH+0.5%Na4-EDTA分段清洗，浸泡12h，清洗完毕后，达到设计要求，设备运行正常。
2010年7月20日～7月25日对反渗透B段用相同方法进行清洗。清洗前后的系统运行参数见表4。对比清洗前后反渗透系统运行参数可见：清洗的效果明显，反渗透系统入口压力大大降低， ROA段进水压力由9.0Bar降至7.4Bar，各段压差都有明显下降，产水流量也有一定的提高。反渗透膜主要污染物是以碳酸钙为主的沉淀物，为以后清洗提供了借鉴[6-7]。
6 结束语
对反渗透膜进行化学清洗后，清洗效果明显，产水量维持在50-58m3/h，一段压差<2.0Bar，二段压差<1.8Bar，电导率<10μS/cm，达到设计要求。化学清洗保证了反渗透系统的长期稳定运行，清洗药品的配制容易，清洗方法简单有效，取得了良好的经济效益。
【参考文献】
[1]冯逸仙.反渗透水处理系统工程[M].北京中国电力出版社，2000.
[2]戚自学.反渗透设备运行维护和在线化学清洗在淮北电厂的应用[J].电力设备，2008，9（6）：62-63.
[3]杨立君，江志文.托克托电厂反渗透装置的运行与维护[J].电力设备，2008，9（5）：81-83.
[4]汪洪权，胡学文.白鹤电厂二期工程补给水处理反渗透系统的设计[J].水处理技术，2004，30（2）：122-123.
[5]许建平，刘旭.反渗透系统的清洗[J].工业水处理，2004，24（10）：73-74.
[6]陈志和.电厂化学设备及系统[M].北京：中国电力出版社，2006.
[7]李沈海风，胡孟春，唐晓燕，等.反渗透膜装置在饮用水中应用[J].环境科技，2008，21（2）：25-26.
[责任编辑：尹雪梅]
下一篇：反渗透膜污染分析及清洗研究