1   前言
   山東淄博嘉周熱電有限公司水處理裝有四套2.5m的一級除鹽系統(tǒng)，93年投運(yùn)，一直用自來水作水源進(jìn)行脫鹽處理。因自來水供應(yīng)有限，影響了安全生產(chǎn)，98年就新上2×115m3/h 的反滲透水處理工程，使用的水源是兩個水庫積累的地表雨水。其工藝為 
水庫水澄清池混凝沉清→無閥濾池過濾→細(xì)砂過濾器過濾保安過濾器過濾→反滲透→原來的一級除鹽處理系統(tǒng)。
   水庫水因隨季節(jié)性變化大，污染重，水質(zhì)差。RO前過濾簡單，沒有活性碳等過濾設(shè)備，有時(shí)SDI處理不下來，RO被迫停運(yùn)，如99年就停運(yùn)六次。即使正常運(yùn)行，反滲透膜污堵塊，清洗頻繁，短之十天，zui長也就運(yùn)行一個月必須清洗一次。反滲透膜清洗是一項(xiàng)技術(shù)要求很高的工作，開始按膜廠家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)清池，不久后系統(tǒng)出力隨之下降，恢復(fù)不了設(shè)計(jì)出力。針對這個劣化趨勢，認(rèn)真學(xué)習(xí)考察了國內(nèi)外的清洗技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的水處理 工藝特點(diǎn)，根據(jù)不同時(shí)期的水質(zhì)變化、污染物特征進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)物試驗(yàn)，尋找有效清洗配方，探索改進(jìn)工藝程序，規(guī)范操作監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)，形成了一套完整的膜清洗技術(shù)，取得了很好的清洗 效果，保證了RO的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2   水質(zhì)分析
   通過每月對水源水質(zhì)，每周對RO進(jìn)出水進(jìn)行分析，其水質(zhì)指標(biāo)見表1。 
3   反滲透膜的污染特征和原因分析
   反滲透膜投入使用后，就要受到水中雜物的污染，由于各地水源水質(zhì)不同，所采取的預(yù)處理 工藝方法也不盡相同，所以反滲透的污染物各不相同，污堵的速度差別很大。即使同一個系統(tǒng)，每個周期的污染物也不*相同，常常不止一種污染物，它們相互影響，加快了污堵速 率和污染的復(fù)雜性，增加了清洗難度。常見的污堵情況有以下幾種。
3.1膠體污堵
   膠體污堵是一種普遍現(xiàn)象，不管是地下水還是地表水，總含有鐵鋁膠體、硅膠體、有機(jī)質(zhì)膠體 ，預(yù)處理時(shí)加入的混凝劑，助凝劑，阻垢劑等形成的膠體，這些都可能沉積在膜表面形成膠體污染。使系統(tǒng)質(zhì)差增加，產(chǎn)水量降低，脫鹽率下降。 
3.2生物污堵
   生物污堵主要發(fā)生在地表水處理系統(tǒng)和頻繁啟停操作的系統(tǒng)。單一的殺菌劑是不能將水中的各種細(xì)菌微生物全部殺死，系統(tǒng)設(shè)在死角區(qū)，或停用時(shí)間過長造成細(xì)菌微生物生長繁殖，粘附在膜表面形成生物粘膜。使系統(tǒng)運(yùn)行壓差升高，產(chǎn)水量下降，脫鹽是略有上升，然后降低。 
3.3化學(xué)結(jié)垢
   化水結(jié)垢往往發(fā)生在二段，被濃縮鹽水中過量的溶解鹽沉淀而結(jié)垢。表現(xiàn)為原段壓降升高，脫鹽率下降，出力降低。只要調(diào)整好回收率和阻垢劑加量是可以控制的。
3.4顆粒堵塞
   顆粒污堵往往發(fā)生在前端。主要原因是新系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)沖洗不*，保安過濾器缺陷致泥上、 細(xì)砂等腐蝕碎片通過。或是微米濾芯采用纏繞型號，絨毛脫落，還有是運(yùn)行壓差高，使膜邊上的膜片脫落堵在下一個膜的前端。造成壓降升高、出力減小。這些是機(jī)械性污堵，是可以預(yù)防的。
   膜污堵后的通性就是壓差升高，出力降低，脫鹽率降低。那么污堵到什么時(shí)候需要清洗呢。
4 膜清洗的確定
   膜污染后其運(yùn)行指標(biāo)與投運(yùn)相比，在產(chǎn)水量降低15%，校正后的壓差變化達(dá)15%或歸一化后的鹽通量達(dá)15%時(shí)應(yīng)進(jìn)行清洗。
   這些指標(biāo)是一種預(yù)防性的保守指標(biāo)，我們試驗(yàn)過其指標(biāo)降低40%時(shí)進(jìn)行清洗也能恢復(fù)到投運(yùn)水平。另外有些單位也采用預(yù)防性的清洗，即每月定期清洗一次，來保持膜的清潔度和安全 穩(wěn)定運(yùn)行。
5 污染物分析
5.1根據(jù)水質(zhì)監(jiān)督分析
   膜污染后，系統(tǒng)運(yùn)行的表現(xiàn)是一段壓差升高，出力降低，脫鹽率微降。表明主要是膠體、細(xì)菌微生物污染。通過表1的RO進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)，根據(jù)物料平衡理論來計(jì)算出的結(jié)果表明污染物的主要是有機(jī)物、微生物和膠體。
5.2實(shí)物分析
   利用小塑料片或鏡片試驗(yàn)掛在RO裝置的一段壓力容器的入口水端，運(yùn)行一個周期或一段時(shí)間后取出試驗(yàn)掛片，并在其壓力容器壁上刮下污染物用作分析試樣。其污染物是棕黃色粘滑性膠狀物(象黃干油)。玻璃棒粘點(diǎn)進(jìn)行燃燒有蛋白質(zhì)香味，放在鉗鍋內(nèi)燃燒同樣聞到蛋白質(zhì)香 味，然后碳化。說明有機(jī)物含量很高。放入8%的鹽酸液中不溶解，只是顏色變成了灰白色。 若要知其化學(xué)成份，辦法是進(jìn)行元素分析，但需大型、粘密、昂貴的分析儀器，一般的 應(yīng)用企業(yè)不具備技術(shù)條件。
6 的清洗配方是確保清洗質(zhì)量的關(guān)鍵
   目前反滲透膜的清洗配方一般都是膜生產(chǎn)商提供的，按性能一般分為酸洗、堿洗、鹽洗和氧化清洗四大類。其配方是有保守性和關(guān)健技術(shù)的保密性，且還有不同地區(qū)，不同水質(zhì)的差異性。所以各單位使用后其清洗效果相差很大。所以我們根據(jù)理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)來選擇了優(yōu)效的配方。
6.1選擇配方的理論依據(jù)
   污染物的元素分析是選擇組合配方的理論依據(jù)。根據(jù)上節(jié)中的定性分析篩選了國內(nèi)外的幾十種清洗劑進(jìn)行現(xiàn)場單體和復(fù)合配方的清洗試驗(yàn)來選擇*清洗配方。這是簡單可靠的實(shí)用方法。
6.2現(xiàn)場試驗(yàn)確定優(yōu)效配方
   將篩選出來的藥劑根據(jù)膜的要求調(diào)整配好濃度，PH值分裝在試驗(yàn)杯中，將試驗(yàn)的掛片或刮下的污染物等量的放入燒杯中，加熱到清洗溫度觀察其分散溶解狀況。有的能將污物分散成絲線狀，有的能將其污物*剝落分散溶解成溶液。根據(jù)這種試驗(yàn)結(jié)果，考慮藥劑的兼容性，再分析藥劑對人、對滲透膜和環(huán)境的影響效果來科學(xué)合理地選用優(yōu)效復(fù)合配方來清洗RO，將 取得優(yōu)異效果。在兩年多的50多次清洗試驗(yàn)中，我們用了昂貴的進(jìn)口藥劑、低廉的國產(chǎn)藥劑 ，低濃度的氧化劑清洗過滲透膜。其膜的脫鹽率與剛投運(yùn)時(shí)的一樣，即97.5%，所以清洗是 有效的、成功的。
7 清洗工藝對清洗效果的影響試驗(yàn)研究
   清洗配方確定后，清洗工藝和操作是確保清洗質(zhì)量的有效保證。為此，我們在現(xiàn)場這個大試驗(yàn)室進(jìn)行了無數(shù)次的試驗(yàn)對比研究，找出了*的清洗工藝和操作方式。 
7.1順流清洗和逆流清洗試驗(yàn)比較
      順流清洗就是清洗劑流向與運(yùn)行時(shí)水流方向一致的清洗方式。逆流清洗是清洗液與運(yùn)行時(shí)水流 方向相反的清洗方式。順洗是普遍采用的清洗工藝，對膠體污堵、結(jié)垢污堵的清洗效果較好 。理由是這兩種物質(zhì)易化學(xué)溶解，且結(jié)垢主要在二段，所以脫落溶解后易隨水流沖出。我們 的膜污堵主要發(fā)生在一段各管中的前兩個膜，且主要是有機(jī)物和膠體的相互交叉污染，藥劑的作用主要是剝離、分散其污物、不能*溶解。逆洗時(shí)其分散溶解的污物隨水流流出的距離比順洗時(shí)短得多，沖出的速度就快點(diǎn)，所以逆洗效果相對比順洗效果好一點(diǎn)。
7.2分段清洗與混合清洗效果比較試驗(yàn) 
      膜生產(chǎn)廠家對膜的清洗要求是分段清洗，且各段應(yīng)配制新藥劑。目的是預(yù)防交叉污染。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了混合清洗試驗(yàn)，即用同一箱藥對一二段進(jìn)行動靜交替，串聯(lián)清洗。多次清洗試驗(yàn)證明清洗效果相當(dāng)，且省時(shí)、省力、省錢。我們現(xiàn)在一直是混合清洗方式。
7.3單一清洗與復(fù)合清洗試驗(yàn)比較
   對RO的清洗進(jìn)行了單一的酸洗、堿洗及復(fù)合清洗試驗(yàn)。復(fù)合清洗一是藥劑進(jìn)行復(fù)合配方，二是酸洗、堿洗、氧化、絡(luò)合，殺菌分步進(jìn)行，試驗(yàn)證明復(fù)合清洗比單一清洗效果好，見表2。這是因?yàn)槟さ奈廴臼菑?fù)雜的，zui上一層通常是粘附著的微粒，膠體及生物物質(zhì)等，第二層是積沉的鹽類及鐵鋁等金屬化合物，zui靠近膜的第三層通常是為交叉結(jié)合的復(fù)雜硅酸鹽，絡(luò)合性的有機(jī)物等。只有將酸洗、堿洗、絡(luò)合清洗等程序連接起來復(fù)合清洗才能達(dá)到目的。
7.4動態(tài)清洗與動靜交替情況的比較
   動態(tài)清洗就是一直以流動狀態(tài)清洗到結(jié)束。動靜交替清洗就是流動狀態(tài)時(shí)將溫度、PH值等調(diào)好后 再靜態(tài)浸泡一段時(shí)間的清洗方式。試驗(yàn)說明，動靜交替清洗效果比單一動態(tài)清洗效果好。這是因?yàn)閱我粍討B(tài)清洗沖刷，剝落下的污物被沖壓到格柵的邊角處成為死角，分散 、溶解的時(shí)間增長。至靜動浸泡時(shí)，壓實(shí)的污物又還散到藥液中，反應(yīng)溶解加快。動靜交替 清洗與混合清洗相配合，省時(shí)、省力、省錢、效果好。 
7.5單管清洗與整體清洗比較
   單管清洗就是將某段(級)中的一根壓力容器解裂出來清洗該管中的膜。這種清洗效果比整體清洗效果好。道理就是藥劑濃度、流量等參數(shù)控制可靠。這種方式不影響生產(chǎn)，只是系統(tǒng)出力減小一點(diǎn)。但清洗時(shí)間長了。另外我們針對RO一段各管前的*個膜有機(jī)物污染嚴(yán)重，壓降大等問題搞了一套單膜清洗工藝，一次性將一段各管的*個膜取出，清洗檢驗(yàn)其膜的性能指標(biāo)后從末端裝入，效果好。
8  清洗技術(shù)參數(shù)控制對清洗質(zhì)量影響試驗(yàn) 
8.1清洗溫度、PH值對清洗效果的試驗(yàn)探索
   清洗溫度和PH值直接影響膜的化學(xué)穩(wěn)定性和清洗效果。溫度升高，有利于化學(xué)反應(yīng)加快，提高清洗質(zhì)量，但也增加了膜的溶解性。溫度低、效果差。溫度控制在什么參數(shù)為好，DOW膜 控制在35～40℃內(nèi)，對膜無影響，效果大有提高。PH值高有利于有機(jī)物、微生物的清洗，PH 值低有利于垢和金屬氧化物的清洗。DOW公司技術(shù)人員到清洗現(xiàn)場指導(dǎo)工作時(shí)對我們在他們 規(guī)定的PH值指標(biāo)上放寬0.5-1.0單位提出個看法，試驗(yàn)說明酸堿性增加，清洗質(zhì)量提高。兩年多的運(yùn)行、幾十次的清洗，膜的脫鹽率一直保持在投運(yùn)時(shí)的97.5%指標(biāo)上，說明清洗參數(shù)還是控制得合適安全的。
8.2清洗流量、壓差與清洗效果的關(guān)系探索
   清洗的原則應(yīng)是低壓差，大通量的清洗方式，單個膜的平均壓降應(yīng)控制在0.06MPa內(nèi)。清洗流量小就偏流，有死角，流量大易損壞膜。試驗(yàn)證明清洗流量是運(yùn)行流量的1.0-1.2倍zui合適。在藥劑的作用下，這個流速就能保證在正常運(yùn)行時(shí)粘附在膜表面、網(wǎng)絡(luò)中的污染物充分接觸藥劑反應(yīng)溶解分散后沖刷出去，沒有死角和偏流現(xiàn)象，清洗效果好。
9  清洗監(jiān)督和效果評估
   清洗過程中必須認(rèn)真監(jiān)督系統(tǒng)壓降，清洗流量、溫度，分析監(jiān)測藥液濃度、PH值及清洗液顏色變化情況，應(yīng)嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)藥劑濃度或PH值連續(xù)兩次測定值穩(wěn)定不變時(shí)， 清洗結(jié)束。然后用甲醛或異塞唑啉酮等殺菌劑對全系統(tǒng)殺菌。
投運(yùn)后對其清洗效果進(jìn)行評估，其各段壓力、流量、脫鹽率等指標(biāo)與上周期投時(shí)的指標(biāo)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行比較，脫鹽率應(yīng)無變化，出力相差2%內(nèi)效果理想、大于3%時(shí)下次清洗應(yīng)調(diào)整 配方，嚴(yán)格控制清洗參數(shù)。
10  結(jié)束語
   反滲透膜清洗采用復(fù)合清洗、并配合殺菌處理，效果好，確保運(yùn)行周期。
   反滲透處理地表水，應(yīng)重在做好預(yù)處理，減少清洗頻率，延長膜的使用壽命。我們正在尋找新效藥劑，強(qiáng)化混凝殺菌處理，無閥濾池也改為了無煙煤石英砂雙濾料過濾。并準(zhǔn)備上活性碳過濾器過濾處理，以達(dá)到上述目的。
   科學(xué)選擇滲透膜，減少清洗次數(shù)，確保安全生產(chǎn)。BW-30-400膜應(yīng)用在我們這種地表水處理上不太合適，調(diào)查研究了國內(nèi)外膜用戶，地表水應(yīng)使用通道大一點(diǎn)，光潔度高，電中性和親水性的膜，減緩污堵速率，延長運(yùn)行周期和使用壽命。
   膜的清洗是項(xiàng)新技術(shù)，膜的污染又有很強(qiáng)的地域水源性，在理論和實(shí)踐中需要不斷探索、完善，形成一套規(guī)范的清洗技術(shù)，以確保膜的安全穩(wěn)定運(yùn)行。