膜分离技术培训资料

膜技术膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的，故而可以按分离粒子大小进行分类：微滤（Microfiltration，MF）：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力差为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025〜14|Jm之间；超滤（Ultrafiltration,UF）：分离介质同上，但孔径更小，为0.001〜0.02|Jm,分离推动力仍为压力差，适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质；反渗透（Reverseosmosis，RO）：是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001〜0.001Jm之间；（由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而成为反渗透）；纳滤：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm；微滤、超滤、纳滤和反渗透悬浮粒子微滤大分子超滤糖反渗透水膜的分类与物性▲▲▲▲▲▲■■■.XX悬浮粒子微滤大分子超滤糖反渗透水膜的分类与物性▲▲▲▲▲▲■■■.XXXX▲▲▲▲■•▲:・・■单价盐膜分离法与物质大小（直径）的关系膜分离的特点操作在常温下进行；是物理过程，不需加入化学试剂;不发生相变化（因而能耗较低）；在很多情况下选择性较高；浓缩和纯化可在一个步骤内完成；设备易放大，可以分批或连续操作。因而在生物产品的处理中占有重要地位原理膜技术是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。膜的分类膜装置有板式、管式（内压列管式和外压管束式）、卷式、中空纤维式等形式。膜分类根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同，可分为微孔过滤、超滤和反渗透（纳滤）三种。微孔过滤所用的操作压通常小于4x10^4Pa，膜的平均孔径为500埃〜14微米，用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为4x10人4Pa〜7x10人5Pa,膜的平均孔径为10-100埃，用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大，常达到35x10人5Pa〜140x10人5Pa,膜的平均孔径最小，一般为10埃以下，用于分离小分子溶质，如海水脱盐，制高纯水等。1•超滤的概念超滤起源于是1748年，Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤溶液，当施加一定压力时，溶液（水）透过膜，而蛋白质、胶体等物质则被截留下来，其过滤精度远远超过滤纸，于是他提出超滤一语，1896年，Martin制出了第一张人工超滤膜，其20世纪60年代，分子量级概念的提出，是现代超滤的开始，70年代和80年代是高速发展期，90年代以后开始趋于成熟。我国对该项技术研究较晚，70年代尚处于研究期限，80年代末，才进入工业化生产和应用阶段。超滤（简称UF）膜分离技术是近年发展起来的分子水平的高新分离技术。膜孔径在0.01—0.001mm,截留分子量可分为10万、5万、2万、6千等。比常见细菌的分子量小百余倍，可将细菌、菌尸、细菌碎片、病毒、与细菌大小相仿的微小悬浮物、胶体、热源等近100%地截留。超滤是一种以压力作为推动力的膜法物理分离技术。一般采用错流过滤方式，物料以流动的方式流过膜的一侧，当给物料加以一定的压力后，净化液即透过膜从膜的另一侧流出。从而达到净化的目的。在超滤过程中，料液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的深剂（水）及小分子溶质透水膜，成为净化液（滤清液），比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为深缩液。超滤过程为动态过滤,分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。超滤与微滤超滤及微滤是依托于材料科学发展起来的先进的膜分离技术。超滤和微滤均是利用多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。微滤也是利用微滤膜的筛分机理，在压力驱动下，截留直径在0.1〜1mm之间的颗粒，如悬浮物、细菌、部分病毒及大尺寸胶体，多用于给水预处理系统。优点&缺点超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10〜50%的浓度。膜在长时间不用时，可浸在1%甲醛溶液或0.2%NaSO3中保存。超滤膜的基本性能指标主要有：水通量［cm3/（cm2・h）］；截留率（以百分率％表示）；化学物理稳定性（包括机械强度）等。超滤装置超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上，造成严重的浓差极化和堵塞，这是超滤法最关键的问题，要克服浓差极化，通常可加大液体流量，加强湍流和加强搅拌。超滤膜超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格，可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜，即现在常用的微孔薄膜，其孔径通常是0.05mm和0.025mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜，其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"（厚约0.1mm〜1.0mm）,和一层相对厚得多的（约1mm）更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择性，而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄，因此高效、通透性好、流量大，且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近年来为适应制药和食品工业上灭菌的需要，发展了非纤维型的各向异性膜，例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH1〜14都是稳定的，且能在90°C下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的，若使用恰当，能连续用1〜2年。浓差极化在反渗透和超滤过程中，由于膜的选择透过性，溶剂（如水）从高压侧透过膜到低压侧，溶质侧大部分被膜截留，积累在膜高压侧表面，造成膜表面到主体溶液间的浓度梯度，促使溶质从膜表面通过边界层向主体溶液扩散，此种现象即为浓差极化。由于浓差极化的存在，将可能出现下列不良影响：1•由于膜表面渗透压的升高将导致溶剂通量的下降。溶质通过膜的通量上升。3•若溶质在膜表面的浓度超过其溶解度可形成沉淀并堵塞膜孔和减少溶剂的通量。4•出现膜污染，导致膜分离性能的改变，严重时，膜透水性能大幅度下降，甚至完全消失。戯—兴寸歩*陥诙尊痂兀盛段弹并月迎诃一 .・「'亍■：=I'一秋席卍出口- ■ ‘ + ・・屮+lllt 二人■富&蛙圖3费陷瞒.也槪扎 I―i―i—|—厂—厂[~\~~]idsid鞭吒辿并圧側产生浓差极化乃是膜分离过程的自然现象，如何将此现象减轻到最低程度。目前采取的措施有：①是高膜面水流速度，以减小边界层厚度，并使被截留的溶质及时由水带走；②采取物理或化学的洗涤措施。浓差极化的减弱措施浓差极化属可逆性污染，不能完全消除，但可以通过改变压力、速度、温度和料液浓度之类的操作参数，进行减弱。结合浓差极化的形成原因和流体动力学、边界层分离原理，目前采用的具体措施有：3.1降低压力对以压力差为推动力的膜过程，操作压对膜通量的影响分两种情形，在临界压力之下，为压力控制区，压力增加，膜通量上升；在临界压力之上，为质量传递控制区，压力增加，膜通量基本不变。选择石洞、较低的压力操作，从而降低能耗，避免增加沉淀曾的厚度和密度毛剑卿浓差极化。c 跨眾崖旳3.2降低溶质在料液中的浓度通过预先过滤或离心沉降等方法出去料液中的大颗粒。3.3升温法温度升高，料液的年度下降，悬浮颗粒的溶解度增加，传质扩散系数增加，传质系数随之增大。3.4流体流型和流程的安排流体的流型有滞流和湍流两种，滞流是浓差极化程度远大于湍流。故设计时应使装置处于湍流状态。对于给定的膜组件，可降低料液中的流通截面积和增大流速，来有效降低浓差极化。流程长度与阻力损失有管，流程太长，阻力损失增大，流速下降，浓差极化变大，故设计时应尽量缩短流程，采用串联、并联结合的膜组件排列方式，单一膜组件的压力降应控制在0.392-0.49MPa左右。流向上可采用错流或折流，以消弱滞流边界层的影响，一般认为，错流时较高的剪切速度有利于带走沉积于膜表面的颗粒、溶质等，浓差极化和膜污染的程度下降。3.1.10反冲法周期性采用气体、渗透液等为反冲介质，使膜管在与过滤相反的方向收到短暂的反响压力作用，从而迫使膜表面及孔内的颗粒返回截留液中，并且可以破环膜表面凝胶层和浓差极化，使膜通量明显提高。反渗透分离原理自然的渗透过程中，溶剂通过渗透膜从低浓度向高浓度部分扩散；而反渗透是指在外界压力作用下，浓溶液中的溶剂透过膜向稀溶液中扩散，具有这种功能的半透膜称为反渗透膜，也称RO（ReverseOsmoses）膜。对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液（例如淡水）和浓溶液（例如盐水）分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。反渗透的去除性能一般有如下规律：⑴高价离子去除率大于低价离子A13+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+（2）去除有机物的特性受分子构造与膜亲和性影响分子量:高分子量〉低分子量亲和性:醛类〉酸类〉胺类侧链结构:第三级〉异位〉第二级〉第一级⑶对分子量＞300的电解质、非电解质都可有效的除去，其中分子量在100-300之间的去除率为90%以上。反渗透膜的一个特点就是，无法制造出完美的膜，即脱盐率100%的膜，尽管它对无机盐和分子量大于100的有机物的脱除率可以达到98%以上。目前可以制造出反渗透膜脱盐率最咼可达到99.9%.反渗透技术基础 衡量反渗透膜性能的主要指标1、 脱盐率和透盐率脱盐率一一通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。透盐率 进水中可溶性杂质透过膜的百分比。脱盐率=（1-产水含盐量/进水含盐量）X100%透盐率=100%—脱盐率膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也超过了98%；对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。2、 产水量（水通量）产水量（水通量）——指反渗透系统的产能，即单位时间内透过膜水量，通常用吨小时或加仑/天来表示。渗透流率一一渗透流率也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（GFD）表示。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快，加剧膜污染。3、 回收率回收率一一指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定，是基于预设的进水水质而定的。回收率=（产水流量/进水流量）X100%影响反渗透膜性能的因素1、 进水压力对反渗透膜的影响进水压力本身并不会影响盐透过量，但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高，使得产水量加大，同时盐透过量几乎不变，增加的产水量稀释了透过膜的盐分，降低了透盐率，提高脱盐率。当进水压力超过一定值时，由于过高的回收率，加大了浓差极化，又会导致盐透过量增加，抵消了增加的产水量，使得脱盐率不再增加。2、 进水温度对反渗透膜的影响反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加水对通量也线性的增加，进水水温每升高1°C,产水量就2.5%-3.0%；（以25°C为标准）3、 进水PH值对反渗透膜的影响进水PH值对产水量几乎没有影响，面对脱盐率有较大影响。PH值在7.5-8.5之间，脱盐率达到最高。4、 进水盐浓度对反渗透膜的影响渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数，进水含盐量越高，浓度差也越大，透盐率上升，从而导致脱盐率下降。反渗透膜污染的分析与判断为了提高清洗效果，清洗前需要对膜污染的状况进行分析，确定污染物的种类，根据反渗透膜污染、结垢的具体情况,选择有针对性的清洗剂进行清洗。分析途径（1）分析设备性能数据。分析给水中潜在的污染、结垢成分。分析膜过滤器收集的污染物。分析滤芯过滤器的污染物。检查管道内表面和膜元件两端的状况。必要时剖开膜元件进行分析，查找污染、结垢成分。分析方法膜污染严重时，可通过染色试验、显微镜分析、傅立叶变换红外线光谱(FTIR)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析、能源频射X光线(EDX)分析等查找原因，判断故障位置。以上几种分析鉴定方法有的必须牺牲膜元件，有的需要借助专门仪器、设备，费用较高。实际应用中常常采用以下简便易行的分析方法。(1)目测在确定系统已经发生污染,需要实施化学清洗时，最好先打开压力容器端板，直接观察污染物在压力容器端板与膜元件之间的间隙内累积的情况。一般根据直接观察即可基本确定污染物的类型，继而确定相应的清前段污染观察预处理滤料(砂粒、活性炭)泄漏、胶体污染、有机物污染和生物污染前端最严重,可以从前端膜元件入口观察到颗粒物及粘液状污染。发生生物污染时会发现腥臭味粘液物质，灼烧刮取的生物粘泥(粘膜),会有蛋白质的焦臭气味。末端污染观察无机盐结垢在系统末端最为严重，在末端膜元件端头处可以摸到粗糙的粉状物。用盐酸pH3~4)溶解时有气体冒出,说明沉淀物极可能是CaC03。硫酸盐垢、硅垢在pH很低时也很难溶解。如果垢在0.1mol/LHF溶液中是可溶的，则可能是硅垢。⑵称重污染的膜元件进水流道附着了污染物，整体重量会加大。将取出的膜元件竖立放置，沥干水分后称重，与膜元件的参考重量进行对比，多余的重量即为附着污染物的重量。参考污染特征进行判断另外，还可参考反渗透膜污染物的污染特征进行分析判断。表1是反渗透膜污染物的污染特征。衷I辰髒透膜馬架物的污淋特征疳*■■-J;金械祇代物｛heM11hCu帶讥Zii的缸化制ft,址询峯眼瓦刊iiiiWbii电机円：.：笄皿JOI4i冈.川末莊帳£11纤氏甲：；-购帥1崩心用找，灯1堪堀.tiitjt州bnT岂/七通爲讥；'心山'1叩扯甲：】■UJUJfl加•劇仙1fl机期讪徐所伽连泄甲：；渔；：碍％Jrt加m円加段堀严m吩眷：i沁网!；：：ipH.bib..)山ari州L；疋“即覚:::皿心r^：;.|hi-的丄在生产中常出现的膜污染情况碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅的沉淀在超纯水制造系统中，原水往往是苦咸水或城市自来水，而CaCO3、CaSO4、SIO2是反渗透膜面形成水垢的三种主要物质。在工程中，往往在保安过滤器前注入酸，降低pH值来防止CaCO3的沉淀，对醋纤膜讲，调节进水PH值的另一个重要作用是降低膜的水解速度；注入SHMP或FLOCON—100络合剂来防止CaSO4的沉淀；或者在预处理系统中设置软化器来同时防止CaCO3和CaSO4的沉淀；SiO2的沉淀一般通过提高进水温度或降低回收率来防止；但由于原水中的各种离子是随季节的变化而变化，特别在工厂改变水源后，变化则更大，因此，己投入运行的反渗透系统，对进水和排放水每季度进行一次全面分析，通过计算LSI指数，硫酸钙浓度积来预测反渗透膜面是否产生碳酸钙、硫酸钙的沉淀是十分必要的。当反渗透浓水的LSIVO,浓度积VlOxlO-5时，将不会产生碳酸钙、硫酸钙的沉淀。对于SiO2沉淀，同反渗透装置的进水温度密切有关，浓水中的二氧化硅浓度，25°C时不能超过100mg/l,5°C时则不能超过25mg/l。因此，当预处理系统中无加热设备时，在冬季要十分注意二氧化硅沉淀物对膜元件的污染问题，严格控制浓水中的二氧化硅含量，其值不能超过在该温度下的溶解度。值得一提的是SHMP在四小时以后将失效，因此，如反渗透装置停运4h以上时，应低压运行lOmin，将反渗透装置中的浓水置换掉。金属氧化物对膜的污染原水中溶解性的金属盐，在反渗透装置中可能会产生沉淀而污染膜。最常见的有氢氧化铁、氢氧化铝和氧化锰。氢氧化铁产生的原因有：（1）二价铁的氧化；（2）预处理系统管阀件和设备的腐蚀；（3）调节pH用酸中的含铁量超标。反渗透进水铁离子的控制值氧含量（mg/1）pH值Fe++控制值（mg/1）<0.5V640.5-56-70.55-10>70.05为了防止铁的污染，首先必须控制进水中铁的浓度，而该值与进水中的含氧量和PH值密切有关。目前，工程中除铁的方法是氧化-过滤法，即首先用次氯酸钠氧化，随后经双层过滤器将其除掉。软化器具有除铁功能，但如果原水中铁含量大于1mg/l，树脂同样受到铁的污染。铝对膜的污染是由于氢氧化铝沉淀而导致的，氢氧化铝沉淀物通常以胶体形式存在，铝离子是一种两性离子（铝能和酸或碱反应）并在6.5—6.7的pH范围内具有最小的溶解度，如果铝凝聚过程在太高或太低的PH值下进行，铝离子将进入反渗透装置中造成膜的污染，因此对于采用铝盐为聚凝剂的预处理系统，其PH值最好控制在6.5—6.7,使铝的溶解度达到最小，并且定期监测经预处理过的水中的铝含量，控制在0.05mg/L以微生物污染目前商品化的反渗透膜材料主要有醋酸纤维和聚酰胺二大类，而醋酸纤维素膜装置是目前超纯水制造系统中常用且经济的反渗透装置。但真最大的缺点之一就是抗微生物的侵蚀能力较差。聚酰胺类膜尽管能抗微生物侵蚀，但污染问题仍然存在。大量微生物在膜、组件内的大量繁殖，将造成三方面的不良后果，第一是微生物要吞食反渗透膜，脱盐层被侵蚀而使脱盐率下降（仅对CA膜）；第二是微生物的大量繁殖和代谢，产生大量的胶体物质，致使膜被堵塞造成通水量下降；第三将造成产水中细菌总数的增加，这一点特别对超纯水系统的可靠长期运行是十分不利的，大量的细菌进人后面的离子交换设备，将造成最终超纯水的电阻率逐渐下降，细菌总数和微颗粒总数也随之增大。因此，微生物对膜的侵蚀和污染不仅直接影响反渗透装置的性能，而且对整个超纯水系统的长期性能也影响极大，必须引起高度重视造成微生物在组件内的大量繁殖有二方面的原因，其一进水的余氯值控制得偏低（对CA膜）；另外是反渗透装置的容量选择过大而导致运行率太低。实践证明，醋酸纤维素膜，在其进水中能维持0.2—0.5mg/l的余氯，就可防止微生物的繁殖。定期地分析进水、浓水中的细菌总数可以判断反渗透装置内部是否有微生物大量繁殖。如果进水中含有大量微生物，往往会出现SDI值达不到指标的现象。反渗透膜的化学清洗反渗透装置尽管采用了合理的预处理系统，和良好的运行管理，它只能使反渗透膜的污染程度降到最低限度，要完全消除膜的污染是不可能的。因此，反渗透装置在正常运行一段时间之后，将受到各种微量有机物、无机物的污染。当膜受到污染后，往往会出现反渗透装置的产水量、脱盐率和装置进出口压力降增大等明显征状。当装置的产水量下降10%（在同温度和压力下），盐透过量增加一倍，压降增加一倍，这三种现象出现其中一个时，进行化学清洗是必要的。同时当反渗透装置需要长期停用而进行保护之前，也需要进行化学清洗。值得注意的是，如果进水温度降低也会导致产水量下降，这是正常的，并不表明膜被污染，预处理、高压等方面产生故障也会导致进水压力、进水流量、产水流量和脱盐率的下降。化学清

洗时，首先是要判断污染物的种类，然后根据膜的特性选择合适的清洗配方和清洗工艺（表2）。要注意控制清洗液的PH值、温度和每根组件的进入流量，清洗效果可以通过比较清洗前后装置的脱盐率、产水量和压力降等性能来确认，除了周期性的化学清洗之外，每次停车之后，用预处理水或反渗透水进行低压大流量冲洗，这对于降低膜污染的速度，延长化学清洗的周期和膜的使用寿命是有效的。膜的清洗方法下列情况出现时需要及时清洗膜元件：标准化产水量降低10%;进水和浓水之间的压差上升了15%;标准化透盐率增加10%〜15%;系统各段压差明显上升。一般以设备最初运行48h所得到的运行记录为标准化后的对比数据。清洗设备（1） 清洗箱起混合与循环作用，要求耐腐蚀，材料可选用玻璃钢、聚氯乙烯塑料或钢罐内衬橡胶等。清洗水箱应设有温度计。清洗箱的大小大致是空的压力容器的体积与清洗液循环管路的体积之和，一般应考虑20%的裕度。（2） 清洗泵应耐腐蚀，如玻璃钢泵。它所提供的压力应能克服保安过滤器的压降、膜组件的压降和管道阻力损失等,一般选用压力为0.3〜0.5MPa。水泵的材质至少必须是316不锈钢或非金属聚酯复合材料。⑶其他清洗系统中应设有必要的阀门、流量计和压力表以控制清洗流量，连接管线既可以是硬管也可以是软管,应耐酸碱腐蚀。清洗药剂膜分离系统的化学清洗方法主要有酸法和碱法两种,具体采用何种清洗方法取决于膜系统的污染物性状。表2列出了不同污染物适宜的清洗液配方。表J反潘透膜特定污染物的清洗液配方LHWiiillJ碗股揄斗（如（:頑-BliiO.JLHWiiillJ碗股揄斗（如（:頑-BliiO.J铁河染物无机祓休沉谁鞫（酒呢」粧牛物能体汚弟61J',if（HL物沔染1).2frItt.l：.<K.rf?Urt$1.\；1;S;O40.5^lijPO4仏V：<Xif()U+J.[厢KI>r.VXu4].Of.r\；JjSJ)L2®拧擢權也5frltJjn:].Ufr\ll.-sriJIn.If.r沖1丨0.1%NjUIL+0.025%-pz：烷卅娱帕讷盐i>.wWil0.Ir.；WH+0.035^I烷口磷灌仙盘0.r-r\；d川+]■WKPTA-XUU0.X^Oll疋；『油化|l}.|：02rJlit：I逬行佛洗先刖0.1^XjiOH+o.025;；I烷施t.Vi临I'iHfo.2%hciiiirii'iit先川n.r?Xj»i)h+L0%I'ur\-x.^过汀，进选达ii选兀逸-迭1<II,“;■,1.<1z.:l1<II.;i暑;1儿21<;|,■I辻2k;|.;|,清洗单段系统系统冲洗用反渗透产品水(也可用符合反渗透进水标准的预处理水或过滤水)冲洗反渗透膜组件和系统管道。配制清洗液清洗液原则上用反渗透产品水配制。清洗剂应充分溶解并混合均匀，然后调节pH(酸洗一般用氨水调节,碱洗一般用盐酸调节)，并反复确认清洗温度是否合适。低流量输入清洗液清洗液以尽可能低的压力置换元件内的原水，其压力仅需达到足以补充进水至浓水的压力损失即可，即压力必须低到不会产生明显的渗透产水。低压置换操作能够最大限度地减低污垢再次沉淀到膜表面。视情况排放部分刚开始循环回来的清洗液，以防止清洗液的稀释。⑷循环当原水被置换完后,让清洗液循环回清洗水箱并保证清洗液温度恒定，循环时间一般为60min。对回流清洗液视情况进行处理。如果回流清洗液已明显变色或变浊则应排放掉，重新配置清洗液;若回流清洗液pH变化超过0.5时，最好调整pH，必要时更换清洗液。⑸浸泡停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在清洗液中。一般浸泡1h就足够了;但对于顽固的污染物，需要延长浸泡时间，浸泡10~15h或浸泡过夜。高流量循环高流量循环30~60min。高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的污染物。在高流量条件下,可能会出现过高压降的问题。单元件的最大允许压降为0.1MPa，多元件压力容器最大允许压降为0.35MPa，以先超出为限。冲洗用反渗透产品水或合格的预处理出水冲洗系统内的清洗液，最低冲洗温度为20r,冲洗时间约1h。清洗多段系统对多段反渗透装置，原则上应分段进行清洗，清洗水流方向与运行方向相同。一般情况下，清洗液可不排地沟，直接循环;当污染比较轻微时，可以多段一起进行清洗;当元件污染严重时,清洗液在最初几分钟可排地沟，然后再循环。清洗每一段循环时间通常为1.5h,污染严重时应加长时间。清洗完毕后，应用反渗透出水冲洗反渗透装置，时间不少于30min。当膜污染严重时,清洗第一段的溶液不要用来清洗第二段,应重新配制清洗液。为提高清洗效果，可让清洗液浸泡膜元件，但时间不应超过24h0清洗要点(1)高流速清洗流速应比正常运行时的流速高，一般为正常运行浓水流速的1.2倍。⑵低压力清洗压力应尽可能低，建议控制在0.3MPa以下。如果在0.3MPa以下很难达到流量要求时，应尽可能地控制进水压力，以不出产水为标准。一般进水压力不能大于0.4MPa。清洗时的注意事项谨慎选择清洗药剂应谨慎选择清洗所用药剂，而且清洗时应严格遵守药品的使用说明和工艺条件，并要仔细观察清洗时清洗液的温度和pH变化。在对大型系统清洗之前,建议从待清洗的系统内取出1支膜元件，进行单个膜元件清洗效果试验,确认清洗效果后再实施整套系统的清洗。清洗液的洁净度清洗液的洁净度直接影响清洗效果。清洗液含较多的杂质及颗粒物，会对膜系统造成二次污染，还会对膜表面造成一定的机械性损伤。用于反向清洗的清洗液中小分子杂质应尽可能少。较为理想的清洗溶剂为膜系统的产水，当然也可以使用合格的预处理出水来配制清洗液。清洗液流动方向一般要求清洗液流动方向与系统正常运行时的水流方向相同,以防止元件产生“望远镜”现象,因为压力容器内的止推环仅安装在压力容器的浓水端。反向清洗仅针对进料端被严重污堵的组件，并且不能在膜的透过液一侧反向施压，以免使膜本身出现机械性损伤。此处反向清洗是指在膜组件的浓排端泵入清洗液，在膜外侧进行组件内循环，使清洗液流经膜表面,以适当的流速在膜表面形成一定的冲刷力，将系统内和膜表面的污染物清除排出。笔者参与的膜清洗（反渗透膜组件组成方式为一级三段式，排列方式为10：5：3）通常是将第一段的第一支膜反向后置于第一段的末端（注意浓水密封圈也相应地移至另一端），再按正常清洗程序进行清洗。⑷清洗液的温度清洗液的温度对清洗效果的影响极大。在合理的温度范围中,尽可能地提高清洗液温度可更有效地恢复膜的原有性能。这是因为:较高的清洗温度可以使清洗液的溶解度和洗涤能力有所提高;另外,高于正常工作温度的清洗液有助于膜微孔的扩张，促进微孔内污物的排出。（5）清洗顺序膜分离系统的化学清洗，大多数情况下采用酸法、碱法交替进行的方法，但一定要注意酸法、碱法不能连接进行。合理的清洗顺序为:酸洗一水洗至呈中性一碱洗一水洗至呈中性或碱洗一水洗至呈中性一酸洗一水洗至呈中性。膜的管理反渗透膜的化学清洗是反渗透装置运行维护中的一个重要环节，其成功与否直接影响着反渗透膜的使用性能及使用寿命。正常的化学清洗周期是每3~12个月1次。如果1个月内清洗1次以上，需对反渗透预处理系统作进一步调整和改善,如追加投资或重新进行反渗透设计。没有一个好的预处理系统，膜系统的稳定运行将难以实现。不能把希望都寄托于膜清洗，化学清洗并不是万能的,其对膜的损害是比较大的。膜的水解和氧化反渗透纯水设备在长期运行管理中，注意控制醋酸纤维素膜的水解速度是十分重要的。水解速度与进水的PH值和温度密切有关，在较低或较高的pH值下都会造成较快的水解速度，真水解速度最低的pH值范围是4-6。同时，水解速度随进水温度的升高而加快。因此，在实际管理中，除了正常的pH检测以外，还必须对PH测量、显示仪表定期地进行校正，防止＞H值失控而加快膜的水解。从而延长膜的使用寿命，而聚酰胺类膜的突出问题是防止其被氧化。进水余氯值和强氧化均对其造成不利的影响，必须严格控制，美国ESPA1型中空纤维膜，进水余氯值必须小于O.Olmg/I。值得一提的是南方许多城市自来水的余氯值随时间变化很大，特别在夏季余氯值往往高达数nmg/1,这时，对CA膜可以将原次氯酸钠改成亚硫酸钠，对聚酰胺膜，可以采用过量的亚硫酸钠去余氯，从而防止膜的氧化。反渗透膜常规清洗配方序号污染物清洗液配方清洗工艺1氢氧化铁柠檬酸2%TRITONX-1000.1%RO水97.9%使用膜组件允许的最高温度和流速，循环清洗时间45分，用氨水将pH调节至32三聚磷酸钠2%TRITONX-1000.1%39%的EDTA钠2%RO水95.9%温度、流速、时间同上；用H2SO4调节pH至7.5；配方中加入0.5%的甲醛已灭菌3铁铝锰氧化物柠檬酸2%39%的EDTA钠2%RO水96%温度、流速、时间同上用氨水调节pH至44碳酸钙反渗透水用盐酸或柠檬酸调节PH至4.05SiO2二氟化铵2%RO水98%组件允许的最高温度、流速、清洗时间45分钟反渗透设备-延长反渗透膜使用寿命的方法1防止膜性能的损坏新的反渗透膜元件通常浸润l%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下，贮存1年左右，也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后，应尽快使用，以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响。因此膜应尽量在使用前开封。反渗透设备试机完后，我们采用过两种方法保护膜。设备试机运行两天（15〜24h）,然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2〜6h后，用1%的NaHSO3的水溶液进行保养（应排尽设备管路中的空气，保证设备不漏,关闭所有的进出口阀）。两种方法均可得到满意的效果。第一种方法成本高些，在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。2反渗透设备的操作不当引起膜性能的损坏2.1反渗透设备中有残余气体在高压下运行，形成气锤会损坏膜常有两种情况发生:A、设备排空后，重新运行时，气体没有排尽就快速升压运行。应在2〜4bar的压力下将余下的空气排尽后，再逐步升压运行。B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时（尤其是微滤器及其后的管路漏水）当预处理供水不很足时，如微滤发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器,保证管路不漏。总之，应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行，运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。2.2反渗透设备关机时的方法不正确A、关机时快速降压没有进行彻底冲洗。由于膜浓水侧的无机盐的浓度高于原水易结垢而污染膜。B、用投加化学试剂的预处理水冲洗。因含化学试剂的水在设备停运期间可能引起膜污染。反渗透设备在准备关机时,应停止投加化学试剂，逐步降压至3bar左右用预处理好的水冲洗10min,直至浓缩水的TDS与原水的TDS很接近为止。TDS水中总溶解性固体（totaldissolvedsolids,简称TDS）,单位mg/LTDS就是水中溶解物质的总含量,包括钙镁离子、胶体、悬浮颗粒物、蛋白质、病毒、细菌、微生物及尸体。2.3反渗透设备消毒和保养不力导致微生物的污染这是复合聚酰胺膜使用中普遍存在的问题，因为聚酰胺膜耐余氯性差，