[发明专利]清洗剂组合物和反渗透膜的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种清洗剂组合物，以及使用该清洗剂组合物对反渗透膜进行清洗的方法。

背景技术

随着全球性的水污染及水匮乏，水处理的设备-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，可极大地延长离子交换设备的再生周期，减少酸碱的排放量，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，而反渗透则是使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，依靠与膜平行的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，从而会形成膜污染。所述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)，常见的污染物如CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂等；2)有机分子的吸附；3)颗粒物的沉积(胶体污染)，常见的颗粒物如氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅胶体等；4)金属氧化物沉积，常见的金属氧化物如氧化铁；5)微生物的粘附及生长(微生物污染)，常见的微生物如细菌、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，产品水流量与正常值相比下降了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了10-15％。反渗透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，增加了反渗透装置的清洗频率，增加了产水费用。因此，如何防止或减缓反渗透膜污染、延长膜的使用寿命并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。通常，如果膜的透水性能刚出现降低，可用产品水，根据物理方法在低压高流速下对膜表面进行冲洗20-40分钟，使膜的透水性能得到一定程度的恢复；而在反渗透膜被严重污染，且用物理方法清洗的效果不明显的情况下，通常采用化学方法进行清洗。在采用化学方法进行清洗时需要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。

反渗透膜的表面很容易受外来物质的污染而产生污垢，这些外来物质以各种形式存在于RO进水中。由于各地水源水质不同，所采用的预处理方法不尽相同，所以反渗透膜上的污染物也各不相同。地下水中细菌很少，含盐量高，铁离子以三价铁和亚铁两种形式存在，不易过滤除去。

通常以地下水(如深井水)作为水源的反渗透系统主要有以下几种污染方式：(1)碳酸钙、磷酸钙类沉积物堵塞微孔通道；(2)硫酸钙类沉积物堵塞微孔通道；(3)金属氧化物在膜表面沉积堵塞微孔通道。