[发明专利]一种反渗透系统的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反渗透系统的清洗方法，特别是反渗透系统中反渗透膜的清洗方法。

背景技术

随着全球性的水污染及水匮乏，水处理的高科技设备—反渗透除盐装置(RO)自50年代末美国制成了第一台高性能膜后迅速发展起来。我国于70年代末首次采用反渗透除盐装置，但直到1993年TFC-HR高脱盐新膜的出现，才获得较大发展。反渗透是一种借助于选择透过性膜的功能，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，水分子透过膜经过产水流道进入中心管，在一端流出。进入水中的杂质(如离子、胶体、有机物、细菌)被截留在膜的进水侧从浓水出水端流出，从而达到分离净化的目的。反渗透技术与传统的蒸发器、电渗析等技术相比，有着独到的特点和优势，它的总盐去除率高，水回收率高，操作简单，设备紧凑，维护方便，可大大降低劳动强度，提高整个水处理工艺的运行水平和自动化程度，在与离子交换设备联合使用时，可极大地延长了离子交换设备的再生周期，减少了酸碱的排放量，有利于节约水资源及改善环境。目前，反渗透技术已经涵盖了几乎所有工业部门，特别是在海水淡化、纯水制备、锅炉给水、废水处理以及饮水、饮料和化工产品的浓缩等多种领域中得到了广泛的应用。

由于反渗透与传统的过滤完全不同，后者水全部通过滤层，依靠反洗将截流的污物从滤层中除掉，而RO则是一部分水以与膜垂直的方向通过膜，此时盐类和胶体物质在膜表面浓缩，依靠与膜平行方向流动的浓水将浓缩物质带走。反渗透装置在运行一段时间以后，在膜上浓水侧会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，引起系统脱盐率下降，出水量降低，压差增大等问题，也就是形成了所谓的膜污染。具体地说，膜污染是指水中的悬浮固体、微生物及溶解的盐类因被浓缩，其浓度超过溶度积而在膜表面上生成了不需要的沉积物，这些污染可由以下原因引起：1无机物的沉积(结垢)，常见污染物有CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂等；2有机分子的吸附(有机污染)；3颗粒物的沉积(胶体污染)，常见的污染物有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅胶体等；4金属氧化物沉积，常见的污染物有氧化铁；5微生物的粘附及生长(生物污染)，常见的污染物有细菌、水藻类。

反渗透装置的膜污染是缓慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损伤膜元件的性能。在一般情况下，当反渗透系统出现下列症状之一时，表明反渗透膜已被污染，应及时进行清洗：在正常压力下，产品水流量下降了正常值的10～15％；为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10～15％；产品水盐透过率增加10～15％。膜元件的水通量越大，回收率越高，则其膜表面越易受污染。在正常运行条件下，所有上述膜污染都将使反渗透装置的产水量减少，供水压力增加，产品水质降低，增加反渗透装置的清洗频率，增加产水费用。因此，如何防止或减缓反渗透膜污染，延长膜的使用寿命，提高膜的清洗效果已成为当前反渗透技术中的重要研究课题之一。

在反渗透装置运行过程中，不同类型的污染常常同时发生，并相互影响，但目前对不同类型污染之间的相互作用知之甚少。在各种领域中使用的反渗透装置，不论其多么完善，也不论采用何种厂家生产的何种类型的膜元件，反渗透装置一旦投入运行，一旦料液与膜接触，膜污染即开始，最终都需要清洗，只不过清洗周期长短不同。

一般反渗透装置污染物的去除可通过物理冲洗和化学清洗两种方法来实现。物理方法：如果膜的透水性能刚出现降低，可用产品水，采用低压高流速冲洗膜表面20～40min，使膜的透水性能得到一定程度的恢复；化学方法：在反渗透膜被严重污染，用物理方法清洗效果不明显后，通常采用化学方法进行清洗。在决定采用化学方法清洗时必须对污染物进行化学分析，辨别污染物的种类，并根据不同的污染物选择相应的化学药品和配方。

对于反渗透系统来说，无论是采用物理冲洗还是化学清洗的方法来清除反渗透膜上的污染物，都适宜采用较低的运行压力及较大的浓水通量。较低的运行压力只为抵消掉从给水至浓水的压降，基本上无渗透水产生，这样就可以减少赃物在膜上的再沉淀；而较大的浓水通量，则可以保证有较多的清洗液冲刷反渗透膜表面，对于去除反渗透膜表面上的污染物很有帮助。