08第八章污染与清洗.doc

声明:   本文提及的技术方案均属于海德能公司的专利范围。除非来自海德能公司的书面保证，海德能公司对于本文提供的信息及本文提供的产品和系统性能没有义务提供担保。第八章 污染与清洗8.1 清洗特别提示本节内容适用于4、6、8和8.5英寸直径的复合聚酰胺反渗透和纳滤膜元件。 聚酰胺反渗透膜元件在任何情况下均不得与游离氯等氧化剂接触，游离氯的氧化将使膜造成永久性的损伤。因此，在管路与设备灭菌操作或使用清洗剂与储存保护剂之后均应特别注意膜系统给水中是否含有游离氯残留。对此如有怀疑，应进行相应检测。如存在游离氯残留，可使用亚硫酸氢钠将其还原，并满足反应时间以保证充分的脱氯。每1.0ppm的游离氯需亚硫酸氢钠的用量为1.8-3.0ppm。 在反渗透膜元件的担保期内，建议每次膜元件的清洗应与海德能公司协商后进行。 在清洗溶液中，应避免使用阳离子表面活性剂。使用阳离子表面活性剂可导致膜元件无法恢复的污染。8.2 膜污染在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染，这些污染中最常见的是碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶沉淀、金属（铁、锰、铜、镍、铝等）氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物（如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质）、微生物（藻类、霉菌、真菌）等污染。污染性质和污染速度取决于各种因素，如给水水质和系统回收率。通常污染是渐进发展的，如不尽早控制，污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。当膜元件确证已被污染，或是在长期停机之前，或是作为定期日常维护，建议对膜元件进行清洗。当反渗透系统（或装置）出现以下症状时，需要进行化学清洗或物理冲洗： 在正常给水压力下，产水量较正常值下降1015%； 为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加1015%； 产水水质降低1015%，透盐率增加1015%； 给水压力增加1015%； 系统各段之间压差明显增加（可能没有仪表监测该参数）。在运行数据未标准化的情况下，如果关键参数没有改变，上述清洗原则依然可以适用。保持稳定的运行参数主要是指产水流量、产水背压、回收率、温度及TDS。如果这些运行参数起伏不定，强烈建议标准化数据以确定是否有污染发生，或者在关键运行参数有变化的前提下反渗透的实际运行是否正常。海德能公司提供标准化软件ROdata.xls，可从海德能公司的网站上下载。定时监测系统整体性能是确认膜元件是否已发生污染的基本方法。污染对膜元件的影响是渐进的，并且影响的程度取决于污染的性质。表-1“反渗透系统故障诊断一览表”列出了常见的污染现象及其对膜性能的影响。已受污染的反渗透膜的清洗周期根据现场实际情况而定。正常的清洗周期是每3-12个月一次。如果在1个月以内清洗一次以上，就需要对反渗透预处理系统做进一步调整和改善，如追加投资，或重新进行反渗透系统设计。表-1 反渗透系统故障诊断一览表故障种类可能发生位置压降给水压力盐透过率金属氧化物(Fe/Mn)一段最前端膜元件迅速增加迅速增加迅速增加胶体污染(有机和无机混合物)一段最前端膜元件逐渐增加逐渐增加轻度增加难溶盐类(Ca/Mg/Ba/Sr)末段最末端膜元件适度增加轻度增加一般增加聚合硅沉积物末段最末端膜元件一般增加增加一般增加生物污染任何位置通常前端膜元件明显增加明显增加一般增加有机物污染(难溶NOM)所有段逐渐增加增加降低阻垢剂污染末段最严重一般增加增加一般增加氧化损坏一段最严重一般增加降低增加水解损坏(超出pH范围)所有段一般降低降低增加磨蚀损坏(颗粒物)一段最严重一般降低降低增加O型圈渗漏(内连接管或适配器)无规则(通常在两端适配器)一般降低一般降低迅速增加膜元件外壳破损(由撞击造成)无规则(运输或安装间隙)可能降低可能降低可能增加膜卷突出(压差过大导致)两端膜元件明显增加明显增加迅速增加当膜元件仅仅是发生了轻度污染时，重要的是清洗膜元件。重度污染则会阻碍化学药剂深入渗透至污染层，影响清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%，那么，欲完全恢复膜元件出厂时的初始性能是不可能的。在反渗透系统设计中，可使用反渗透产品水冲刷系统中的污染物以降低清洗频率。用产品水浸泡膜元件可有助于污垢的溶解、脱落，降低化学清洗的频率。清洗何种污染物以及如何清洗要根据现场污染情况而进行。对于几种污染同时存在的复杂情况，清洗方法是采用低pH和高pH的清洗液交替清洗。膜元件受到污染时，往往通过清洗的方式来恢复膜元件的性能。清洗的方式一般有两种，物理清洗(冲洗)和化学清洗(药品清洗)。物理清洗(冲洗)是不改变污染物的性质，使用机械性的冲刷清除膜元件中的污染物，恢复膜元件的性能。化学清洗是使用相应的化学药剂，改变污染物的组成或属性，然后排出膜元件，恢复膜元件的性能。吸附性低的粒子状污染物，可以通过冲洗(物理清洗)的方式达到一定的效果，像生物污染这种对膜的吸附性强的污染物使用冲洗的方法很难达到预期效果。冲洗已经很难去除污染物时，应停止装置并采用化学清洗。为了提高化学清洗的效果，清洗前，有必要通过对污染状况进行分析，确定污染的种类(详细参照第九章相关内容)。在掌握污染物种类、成分、数量的基础上，选择合适的清洗药品是清洗成功的关键因素。化学清洗与物理清洗并是可以相互配合的两种清洗手段。在面对轻度污染时，采用物理清洗时添加一些化学药品可以使清洗效果倍增，同样在严重污染采用化学清洗时也可以使用一些物理性的强化手段来增强化学清洗的效果。8.3 污垢成份碳酸钙垢碳酸钙垢是一种矿物结垢。当阻垢剂/分散剂添加系统出现故障时，或是加酸pH调节系统出故障而引起给水pH增高时，碳酸钙垢有可能沉积出来。尽早地检测碳酸钙垢，对于防止膜层表面沉积的污垢结晶损伤膜元件是极为必要的。早期检测出的碳酸钙垢可由降低给水的pH值至3-5，运行1-2小时的方法去除。对于沉积时间长的碳酸钙垢，可用低pH值的柠檬酸溶液清洗去除。硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢硫酸盐垢是比碳酸钙垢硬很多的矿物质垢，且不易去除。硫酸盐垢可在阻垢剂/分散剂添加系统出现故障或加硫酸调节pH时沉积出来。尽早地检测硫酸盐垢对于防止膜层表面沉积的污垢结晶损伤膜元件是极为必要的。硫酸钡和硫酸锶垢较难去除，因为它们几乎在所有的清洗溶液中难以溶解，所以应特别加以注意。磷酸钙垢磷酸钙垢在高含磷的市政污水处理中是较为常见的。通常这种垢可用酸性清洗液去除。目前 在海德能公司的RO设计软件中未包含磷酸盐垢的计算。如果在给水中磷酸盐的含量达到或大于5ppm，请与海德能公司联系。金属氧化物/氢氧化物污染典型的金属氧化物和金属氢氧化物通常为铁、锌、锰、铜、铝等金属的化合物。这种垢可能是管路、容器（罐/槽）的腐蚀产物，金属材料会被空气、氯、臭氧、高锰酸钾氧化，或者来自于预处理过滤系统中使用的铁或铝混凝剂。聚合硅垢硅胶垢去除困难，来自于可溶性硅过饱和或聚合反应。硅胶垢与硅基胶体污染不同，后者可能与金属氢氧化物和有机物有关。采用传统的清洗方法几乎无法对付硅垢，如果遇到清洗不利的情况请联系海德能公司。现在也有一些非常利害的药剂，如氟化氢氨在一些地方成功应用，但它的毒性很大，对设备也有害。胶体污染胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的颗粒，它不会由自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份：铁、铝、硅、硫或有机物。溶解性天然有机物污染（NOM）溶解性天然有机物污染（NOM，Natural Organic Matter）通常是由地表水或深井水中的营养物分解所致。有机污染的化学机理很复杂，主要的有机组份或是腐植酸，或是灰黄霉酸。非溶性NOM被吸附到膜表面可造成RO膜元件的快速污染，一旦吸附作用产生，凝胶或块状的污染过程就会开始。微生物沉积有机沉积物是细菌粘泥、真菌和霉菌等沉淀物，这种污染物较难去除，尤其是在给水通路被完全堵塞的情况下。给水通路堵塞会使清洁的进水难以充分均匀的进入膜元件内。为抑制这种沉积物的进一步生长，重要的是不仅要清洁和维护RO系统，同时还要清洁预处理、管道及端头等。对膜元件采用氧化性杀菌时，请与海德能公司技术支持部门联系，使用海德能公司认可的杀菌剂。8.4 物理清洗1 物理清洗的意义物理清洗是通过低压力、高流速的进水冲刷膜元件，将短时间内在膜表面附着的污染物和堆积物清洗掉的方式。图-1清洗时膜面的状态示意图2 清洗要点清洗时的要点是高流速，低压力和清洗频率。(1) 清洗的流速装置运行时，附着性高的颗粒状污染物逐渐堆积在膜表面。如果清洗时的流速与运行时的流速相等或更低，则很难把这些污染物从膜元件中冲洗出来。因此，清洗时应使用比正常运行时更高的流速(一般可考虑为正常运行浓水流速的1.2倍)。而实际上膜元件两端的压差与进水流量成正比，单只膜元件的压力差不允许超过0.7bar，因此海德能公司对单只膜元件的最大进水流量作了严格的限制，请在清洗时遵循以下规定。表-2运行时单只膜壳浓水流量范围规格单只容器的浓水流量单只容器的最大进水流量8英寸膜壳7.2-12.0 m3/hr17.0 m3/hr4英寸膜壳1.8-2.5 m3/hr3.6 m3/hr(2) 清洗压力正常高压运转时，压力直接垂直作用膜面，使进水透过膜面得到产水，同时污染物也被压向膜面。所以在清洗时，如果采用同样的高压，则污染物被积压在膜表面，清洗的效果就会降低。清洗时尽可能的通过低压，高流速的方式，增加水平方向的剪断力把污染物冲出膜元件。清洗压力一般建议控制在3.0bar以下。如果在3.0bar以下，很难达到流量要求时，尽可能控制进水压力，以不出产水为标准。一般进水压力不能大于4.0bar。(3) 清洗频率条件允许的情况下，建议经常对系统进行清洗。增加清洗的次数比延长1次清洗的时间更为有效。一般清洗的频率推荐为1天1次以上。根据具体的情况，顾客可以自行规定清洗的频率。清洗用水一般使用合格的预处理产水即可，清洗时的流量、时间以及压力条件归纳在表-3中。表-3 清洗条件膜尺寸(inch)压力(bar)频率(次/日)时间(分)83.0 以下1次以上10-1543.0 以下1次以上10-153 清洗步骤(1) 停止装置缓慢地降低操作压力，逐步停止装置。急速停车造成的压力急速下降会形成水锤，将会对管道、压力容器以及膜元件造成冲击性损伤。(2) 调节阀门首先全开浓缩水阀门；然后关闭进水阀门；接着全开产水阀门(如关闭系统后关闭了产水阀门)。如果错误的关闭产水阀门，压力容器中的后端的膜元件可能因为产水背压而造成膜元件机械性损伤。(3) 清洗作业首先启动低压清洗泵；然后缓慢地打开进水阀，同时观察浓缩水流量计的流量；调节进水阀门直至流量和压力调节到设计值；最后在10-15分钟后慢慢地关闭进水阀门，停止进水泵。8.5 化学清洗1 化学清洗药品的选择与使用选择适宜的化学清洗药剂及合理的清洗方案涉及许多因素。首先要与设备制造商、RO膜元件厂商、或RO特用化学药剂及服务人员取得联系。确定主要的污染物，选择合适的化学清洗药剂。有时针对某种特殊的污染物或污染状况，要使用RO药剂制造商的专用化学清洗药剂，并且在应用时，要遵循药剂供应商提供的产品性能及使用说明。特殊情况下可针对具体情况，从反渗透装置取出已发生污染的单支膜元件进行测试和清洗试验，以确定合适的化学药剂和清洗方案。为达到最佳的清洗效果，有时会使用多种化学清洗药剂进行组合清洗。典型地程序是先进行低pH值清洗，去除矿物质污染物，然后再进行高pH清洗，去除有机物。有些情形下，是先进行高pH清洗，去除油类或有机污染物，再进行低pH清洗。有些清洗溶液中加入了洗涤剂以帮助去除严重的生物和有机碎片垢物，同时可用其它药剂如EDTA（乙二氨四乙酸）等螯合剂来辅助去除胶体、有机物、微生物及硫酸盐垢。需要慎重考虑的是，如果选择了不适当的化学清洗方法和药剂，污染情况会更加恶化。使用化学清洗药品时需要符合以下原则：(1) 选用的专用化学药剂，首先要确保其已由化学供应商认定并符合用于海德能公司膜元件的要求。药剂供应商的指导和建议不应与海德能公司此技术手册中推荐的清洗参数和限定的化学药剂种类相冲突。(2) 如果正在使用指定的化学药剂，要确认其已在此海德能公司技术手册中列出，并符合海德能公司的要求。(3) 影响清洗效果的因素是多方面的，应该采用组合式方法完成清洗工作，包括适宜的清洗pH、温度及接触时间等参数，这将会有利于增强清洗效果。(4) 在推荐的最佳温度下进行清洗，同时应尽可能减少化学药剂与膜元件的接触次数，以求达到最好的清洗效率和延长膜元件寿命的效果。(5) 应该谨慎地控制清洗液的pH值范围，可延长膜元件的使用寿命。保守的pH范围是4-10，允许使用的最大pH范围为2-12(见表-6）。(6) 最有效的典型清洗方法是从低pH至高pH溶液进行清洗；但对油污染膜元件的清洗不能从低pH值开始，因为油在低pH时会固化。(7) 当清洗多段反渗透装置时，最有效的清洗方法是分段清洗，这样可控制最佳清洗流速和清洗液浓度，避免后段的膜元件受到前段污染物的堵塞。(8) 如果系统已发生生物污染，就要考虑在清洗之后加入一个杀菌剂化学清洗步骤。杀菌剂必须可在清洗后立即进行，也可在运行期间定期进行（如一星期一次）连续加入一定的剂量。必须确认所使用的杀菌剂与膜元件相容，不会带来任何对人的健康有害的风险，并能有效地控制生物活性，且成本低。(9) 为安全起见，要确保在清洗时所有的软管和管路可承受清洗温度、压力和pH条件下的操作。(10) 为保证安全，溶解化学药品时，切记要慢慢地将化学药剂加入充足的水中并同时进行搅拌。(11) 从安全方面考虑，不能将酸与苛性(碱性)物质混合。在要使用下一种溶液之前，应从RO系统中彻底冲洗干净滞留的前一种化学清洗溶液。2 海德能推荐的清洗药品表-4列出了在清洗不同的污染物时所推荐的化学清洗方案。重要提示：要从化学品供应商处力求得到化学药剂的性能参数、操作指南和安全注意事项，并且在处理和保存所有化学品时严格按照说明书要求执行。表-4海德能公司推荐的化学清洗溶液污染物弱洗时强洗时碳酸钙垢14硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢24金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等)15无机胶体污染物14无机/有机胶体混合污染物26聚合硅沉积物无7微生物类23或6天然有机物(NOM)23或6表-5“海德能公司清洗液配方”提供的清洗溶液是将一定重量(或体积)的化学药品加入到100加仑(379升)的洁净水中(RO产品水或不含游离氯的水)。溶液是按所用化学药品和水量的比例配制的。溶剂是RO产品水或去离子水，无游离氯和硬度。清洗液进入膜元件之前，要求彻底混和均匀，并按照目标值调节pH、温度。常规的清洗方法基于用化学清洗溶液循环清洗1小时和1种任选的化学药剂浸泡一小时的操作而设定的。表-5 海德能公司清洗液配方(以100加仑，既379升为基准)编号主要组份药剂量pH调节值最高温度1柠檬酸(100%粉末)17.0磅(7.7公斤)用氨水调节PH=4.0402三聚磷酸钠(100%粉末)NA-EDTA(100%粉末)17.0磅(7.7公斤)7.0磅(3.18公斤)用硫酸或盐酸调节PH=10.0403三聚磷酸钠(100%粉末)十二烷基苯磺酸钠(100%粉末)17磅(7.7公斤)2.13磅(0.97公斤)用硫酸或盐酸调节PH10.0404盐酸(36%HCl)0.47加仑（1.8升）用盐酸缓慢调节PH2.5 355亚硫酸氢钠(100%粉末)8.5磅(3.86公斤)用氢氧化钠调PH11.5，再加盐酸调PH11.5356氢氧化钠(100%粉末)十二烷基磺酸钠(100%粉末)0.83磅(0.38公斤)0.25磅(0.11公斤)用氢氧化钠调PH11.5，再加盐酸调PH11.5307氢氧化钠(100%粉末) 0.83磅(0.38公斤)用氢氧化钠调PH11.5，再加盐酸调PH11.530表-6“清洗液pH和水温极限的关系”表明了对特定膜元件的最大pH 和温度极限值，超出这一限制会造成不可恢复的膜元件损坏。海德能公司建议的最小清洗温度极限是21，因为在较高温度下清洗效力和清洗药剂的溶解性会有明显改善。表-6清洗液pH和水温极限的关系清洗液pH值45(T>35)35(T>30)30以下CPA2-102-11.52-12.0ESPA2-102-11.52-12.0LFC2-102-11.52-12.0SWC2-102-11.02-12.0ESNA3-102-11.52-12.0在清洗过程中，污染物会消耗清洗药品，pH值会因此发生变化，同时药品的清洗效力会降低。化学清洗时需要随时监测pH值的变化，及时调节pH值。一般测定pH值偏离设定pH值0.5以上时，需要再进行化学药品添加。清洗液介绍溶液12.0 wt %柠檬酸（C6H8O7）的低pH清洗液（pH值为4）。对于去除无机盐垢（如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等），金属氧化物/氢氧化物（铁、锰、铜、镍、铝等），及无机胶体十分有效。注意：使用氢氧化铵（氨水）向上调节pH值是因为形成的，柠檬酸铵具有很好的螯合性。这时不能用氢氧化钠调pH值。溶液22.0 wt % STPP（三聚磷酸钠Na5P3O10）和0.8 wt %的Na-EDTA混合的高pH洗液（pH值为10）。它专用于去除硫酸钙垢和轻微至中等程度的天然有机污染物。STPP具有无机螯合剂和洗涤剂的功用。Na-EDTA是一个具有螯合性的有机螯合清洗剂，可有效去除二价和三价阳离子和金属离子。STPP和Na-EDTA均为粉末状。溶液32.0 wt % STPP（三聚磷酸钠Na5P3O10）和0.25 wt %的Na-DDBS 十二烷基苯磺酸钠，C6H5（CH2）12-SO3Na 混合液的高pH洗液（pH值为10）。该洗液用于去除重度的天然有机物（NOM）污染。STPP具有无机螯合剂和洗涤剂的功用，Na-DDBS为阴离子洗涤剂。溶液40.5 wt %盐酸低pH清洗液（pH为2.5），主要用于去除无机物垢（如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等），金属氧化物/氢氧化物（铁、锰、铜、镍、铝等），及无机胶体。这种清洗液比溶液1要强烈些，因为盐酸（HCl）是强酸。可以使用以下浓度的盐酸：27.9 wt %（波美度18），31.4 wt %（波美度20），36.0 wt %（波美度22）。溶液51.0 wt %亚硫酸氢钠（Na2S2O4）高pH清洗液（pH为11.5）。它用于去除金属氧化物和氢氧化物，且可一定程度的扩展至去除硫酸钙、硫酸钡和硫酸锶垢。亚硫酸氢钠是强还原剂，亚硫酸氢钠为粉末状。溶液60.1 wt %氢氧化钠和0.03 wt % SDS（十二烷基磺酸钠）高pH混合液（pH为11.5）。它用于去除天然有机污染物、无机/有机胶体混合污染物和微生物（菌素、藻类、霉菌、真菌）污染。SDS是会产生一些泡沫的阴离子表面活性剂型的洗涤剂。溶液70.1 wt %氢氧化钠高pH清洗液（pH为11.5）。用于去除聚合硅垢。这一洗液是一种较为强烈的碱性清洗液。3 化学清洗系统(1) 化学清洗设备配置：在线清洗时，膜元件通常放在压力容器中进行清洗，除运行装置以外，需要另外设置清洗装置。清洗系统的示意图如图-2所示。清洗设备一般包含清洗水箱、过滤器、循环泵、压力表、温度计、阀门、取样点、管线等。清洗水箱的容积要保证，连接软管、过滤器、管路和RO压力容器内置换用水水量的要求。图-2RO化学清洗装置示意图表-7化学清洗系统规格和配置设备名称规格及配置清洗水箱水箱材质应选用玻璃钢或聚乙烯能方便药品添加，应设置搅拌混合措施清洗水箱底部应设置锥形底，方便箱内液体排尽应设有液面计观察液位，并标明体积刻度循环泵SUS316L以上材质循环泵的出口处设有排气口，兼用为取样口循环泵的扬程不小于50m保安过滤器能除去化学清洗中产生的5以上的粒子流量计/压力表/温度计测定清洗流量、压力和温度取样口设置在供给水和浓水管路，测定pH、TDS、电导配管软管和聚氯乙稀(PVC)提携式计量器pH计和TDS计(或电导仪)秤/量筒称量药品(粉末状) / 称量药品体积(液体药品)(2) 清洗用水体积计算计算RO膜元件、保安过滤器以及管路的体积，概算所需清洗液的体积，保证清洗液量。RO膜元件清洗液的体积计算法参考表-8中。表-8单支RO膜元件所需清洗液的体积膜元件规格常规污染重度污染直径4英寸长度40英寸9.5 升19升直径6英寸长度40英寸19升38升直径8英寸长度40英寸34升68升直径8.5英寸长度40英寸38升76升注：不包括管路输送、过滤器及初始20%排放所需的体积量。(3)化学清洗流量表-9 化学清洗时单支膜壳流量(入口压力4bar)单位GPM单位LPM单位m3/h直径4英寸6-1023-381.4-2.3直径6英寸12-2045-762.7-4.5直径8英寸24-4091-1515.5-9.1直径8.5英寸27-45102-1706.1-10.2(4) 清洗用水的水质因为清洗用水是用于溶解酸和碱等药品，因此建议使用RO产水，如果没有RO产水时，所使用的水必须是不含硬度、游离氯及铁离子的离子交换水或蒸馏水。(5) 清洗前的注意事项和准备工作 使用药品前，仔细阅读从药品公司处得到的药品安全表格(MSDS)和药品说明； 操作时，穿戴安全眼睛、手套、工作服； 使用前校正pH计； 估算所用清洗液体积； 保证清洗液进入系统前，所有的清洗药品完全溶解和混合； 清洗液的温度和pH值范围符合规定值。4 化学清洗过程(1) 在4Bar(60psi)或更低压力条件下进行低压冲洗，即从清洗水箱中(或合适的水源)向压力容器中泵入清洁水并排放几分钟。冲洗水必须是洁净的、去除硬度、不含过渡金属(Fe、Mn等)和余氯的RO产品水或去离子水。(2) 在清洗水箱中配制指定的清洗溶液。配制用水必须是去除硬度、不含过渡金属和余氯的RO产品水或去离子水。将清洗液的温度和pH应调到所要求的值。(3) 启动清洗泵将清洗液泵入膜组件内，循环清洗约1小时或是要求的时间。在初始阶段，在清洗液返回至RO清洗水箱之前，应将最初的回流液排放掉，以免系统内滞留的水稀释清洗溶液。在化学药剂与RO装置接触后，装置内的污染物在化学反应的作用下会被大量冲出，为了避免污染清洗液，这些清洗液也应该被排放掉，直至清洗液颜色转淡再进入循环清洗。在循环清洗最初的5分钟内，缓慢地将流速调节到最大清洗流速的1/3。并在第二个5分钟内，增加流速至最大设计流速的2/3，最后再增加流速至最大清洗流速值。如果需要，当pH的变化大于0.5，就要重新添加药品调整pH值。(4) 根据需要可交替采用循环清洗和浸泡程序。浸泡时间可根据制造商的建议选择1至8小时。在整个清洗过程中要谨慎地保持合适的温度和pH值。(5) 化学清洗结束后，要用清洁水(去除硬度、不含金属离子如铁和氯的RO产品水或去离子水)进行低压冲洗，从清洗装置及相关管路中冲洗残留化学药剂，排放并冲洗清洗水箱，然后再用清洁水完全注满清洗水箱。从清洗水箱中泵入所有的冲洗水冲洗压力容器并排放。直至RO装置内的残留化学药品基本被清除。(6) 采用清洁水完全冲洗后，就可用预处理给水进行最终的低压冲洗。给水压力应低于4bar，最终冲洗持续进行直至冲洗水干净，且不含任何泡沫和清洗剂残余物。通常这需要15-60分钟。操作人员可用干净的烧瓶取样，摇匀，监测排放口处冲洗水中洗涤剂和泡沫的残留情况。洗液的去除情况可用测试电导的方法进行，如冲洗水至排放出水的电导在给水电导的10-20%以内，可认为冲洗已接近终点；pH表也可用于测定冲洗水与排放水的pH值是否接近。(7) 低压冲洗结束后，RO装置可以重新开始运行，但初始的产品水要进行排放并监测，直至RO产水可满足工艺要求(电导、pH值等)。这一段恢复时间有时需要从几小时到几天，才得到稳定的RO产水水质，尤其是在经过高pH清洗后。5 系统杀菌在某些条件下系统内的生物繁殖异常迅速，大多数系统随着运行时间的延长，在膜表面逐渐累积的无机和有机的污染物就变成微生物繁殖的营养源，因此系统微生物污染与系统运行是同步进行的。RO系统运行时，定期冲击式大剂量添加杀菌剂或连续少量添加杀菌剂有助于控制系统生物活性，控制生物粘泥的形成和生物膜的生长，防止RO系统膜元件因微生物的防止被堵塞。表-10可以接触膜元件的杀菌剂名称浓度杀菌效果异噻唑啉酮(市售1.5%溶液)60-420PPm毒性低，对环境安全亚硫酸氢钠(SBS)1%的溶液还原性好氧菌抑制剂但杀灭效果一般甲醛(福尔马林)0.5-1%的溶液新膜元件24h内禁止接触，食品/饮料/医药用水慎用虽然可使用氧化类杀菌剂(ClO2等)对RO装置或RO预处理进行消毒，但与氧化性杀菌剂接触会氧化RO膜，因此严禁氧化药品与RO膜元件直接接触，可以取出RO膜元件后再进行RO装置杀菌。杀菌作业后可以使用SBS中和RO装置残留的氧化药剂，一般1mg/L的余氯需用1.8-3.0mg/L的SBS中和。完全无生物繁殖生长的系统是不存在的，系统的生物活性控制与系统设计和运行管理的多个方面有关。表-11 系统生物活性控制方法控制方法原理与效果控制预处理的生物活性预处理常用的活性碳可吸附大量有机物和微颗粒，同时活性碳兼具巨大比表面积和多活性微孔特点，这就形成了微生物繁殖的理想场所管路设计中的死水段死水段管路的长度需要控制在其直径的4倍以内，否则管路内液体的流动不足以扰动死水段内的液体，从而形成流动盲点管路设计中流速设置选取管道流速2m/s有助于防止微生物细胞在管路内壁粘附管路的选材与施工采用双面抛光的不锈钢管路，使用单面焊接双面成型及内充惰性气体保护施工工艺，能最大限度的保证管路内壁的平滑度水箱与管路的密封性水箱与管路与大气相通点均为微生物的侵入点，通过添加空气呼吸器与严格的施工能有效避免二次污染的问题设置循环管路与连续运行在系统产水侧设置循环管路可以采用连续的运行方式，在流动状态下微生物的繁殖可以受到有效的抑制定期对管路和设备进行杀菌即使作了很多措施，但定期的杀菌仍是控制系统微生物繁殖生长的有效措施运行单位应该通过严格的系统管理来控制RO装置内的生物繁殖，因为很多杀菌剂都可以在短时间内杀灭系统内的生物，同时杀菌剂也能改变生物粘泥层的透水性，清洗后的系统产水量能够得到有效的恢复，但这并不意味着膜元件的性能得到完全恢复。生物粘泥层仍然在膜元件的给水通道内，这些物质将为新的微生物繁殖提供条件，同时膜元件两端的压力差。而将生物粘泥从膜表面剥离是一件非常困难的工作，因此系统生物活性控制是RO系统管理非常重要的任务之一。6 在线与离线化学清洗在线清洗是指将膜元件放置在原有膜壳内，直接进行的化学清洗，它是大多数系统采用的主要化学清洗方式，它主要具备以下特点：(1) 无需拆卸膜壳、工作量小。(2) 清洗效率高、清洗时间短，能够快速恢复RO设备的运行能力。(3) 在线清洗存在交叉污染。离线清洗是指，从RO装置中取出1支膜元件，采用独立的清洗装置进行的化学清洗。离线清洗主要有以下特点:(1) 对系统中出现问题的膜元件进行针对性的清洗处理。(2) 大型系统进行清洗前，检验已制定清洗方案的有效性，观察不同清洗药品的效果，并确定最终实施的清洗方案。(3) 离线清洗能避免前段膜元件的污染物污染后段膜元件。(4) 在小型系统清洗中，单支膜元件的清洗方式可以增强化学清洗的效果。(5) 当系统严重堵塞，在线清洗压差过大，流速低时可采用离线清洗方式恢复性能。(6) 离线化学清洗每次仅能处理1只膜元件，效率低、耗时长。8.6 针对清洗的设计要点(1) 进水泵需要满足正常运行时的进水流量(进水流量=产水流量+浓水流量)，同时也必须满足清洗流量的要求。(2) 由于RO系统运行时采用较高回收率，因此浓水流量相对很小。而清洗作业时，要求低压高流量，几乎全部进水都从浓水管路排出，所以设计浓水管路和阀门时不仅要考虑运行时的流量也要考虑清洗时的流量需要，如果仅仅考虑运行时的流量来设计管路和阀门，清洗时浓水管路以及浓水阀门处的压降升高，就有可能达不到要求的流量或超过清洗要求压力。当然，也可以考虑另外设置清洗专用管路。(3) 选定流量计时要考虑到可以读取清洗时的最大流量。(4) 图-2中描述了多段RO系统的管路设计情况，为了能够更有效的清洗膜元件，系统的设计有必要按可分段清洗进行管路设计。首先,对于多段系统来说，段数的增加同时也意味着串联的膜元件数量增加，为了能够达到清洗流量的要求，需要增加进水压力，在这种条件下有可能会超过清洗压力的允许值，膜面的压力升高，使污染物积压在膜表面上，从而降低了清洗的效果；其次，如果进行全段清洗，从前段清洗出的污染物会流入下一段，容易造成第2段和3段堵塞；最后，对于大多数系统来说，前段膜壳内安装的膜元件的污染程度总是按排列的顺序依次减少的，因此进行可反向清洗的管路设计也是必要的。图-2多段RO装置的分段清洗图(5) 分段清洗的举例(参考图-2)进行1段正向清洗时，全开10#和2#阀门，关闭1#和6#阀门，清洗进水经10#阀门进入1段膜元件再经过2#阀门排出。进行1段反向清洗时，全开11#、1#和6#阀门，关闭10#和2#阀门，清洗进水经11#和6#阀门反向进入1段膜元件再经过1#阀门排出。进行2段正向清洗时，全开11#、7#和4#阀门，关闭3#和8#阀门，清洗进水经11#和7#阀门进入2段膜元件再经过4#阀门排出。进行2段反向清洗时，全开12#、8#和3#阀门，关闭4#和7#阀门，清洗进水经12#和8#阀门反向进入2段膜元件再经过3#阀门排出。进行3段正向清洗时，全开12#、9#和6#阀门，关闭5#和13#阀门，清洗进水经12#和9#阀门进入3段膜元件再经过6#阀门排出。进行3段反向清洗时，全开13#和5#阀门，关闭6#和9#阀门，清洗进水经13#阀门反向进入3段膜元件再经过5#阀门排出。8.7 清洗中物理手段与化学手段结合物理清洗与化学清洗是系统清洗最常用的两种方法，而通过清洗恢复膜元件性能才是清洗的真正目的，因此在清洗过程中不应该将物理与化学手段硬性划分，而是应该将两种方法有机结合起来。在严重堵塞时，需要通过一些物理手段来强化化学清洗效果。表-12 化学清洗中物理强化手段结合方式原理与效果分段降低清洗压差，增加清洗流速反向清洗(浓水至进水)膜元件的污染按排列依次降低时，反向清洗能避免前段膜元件的污染物污染后段膜元件交替方向清洗严重结垢时，清洗液不能经过膜元件，化学药剂不能充分与污垢接触时，正反向清洗增加药剂与污垢接触长时间浸泡严重结垢时，延长药剂与污垢接触的时间强化清洗效果