摘 要： 探讨长期使用运行过程中RO膜被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染或阻塞。这些物质沉积在膜表面上，将会引起RO膜透过量下降和脱盐率降低。为了恢复RO膜的透过量和脱盐性能，需要对RO定期地进行化学清洗，以恢复膜的流量和脱盐率，从而保证RO装置的正常运行及尽可能延长RO膜元件的使用寿命，污染反渗透膜的化学清洗方法，并确定最佳工艺条件。
关键词：反渗透膜 污染物 化学清洗
中图分类号：TM621.8 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）06-0314-02
大唐国际张家口发电厂外排废水处理回收项目分两期建成，一期于2008年3月开始建设，2009年9月投入运行。二期于2011年9月开始建设，2012年6月投入运行。废水处理回收系统的建成，实现了张家口发电厂外排废水的全部回收再利用。
张家口发电厂废水由水塔排污水、灰场回收水、生活污水等组成，总量约为1000m3/h。张家口发电厂废水回收工程实施后，减少了地下水的开采，避免了厂区周边环境的污染，提高了环保水平。
一、系统简介
张家口发电厂废水处理反渗透系统是由清水泵→保安过滤器→反渗透高压泵→反渗透装置→产水池、浓水池→产水泵、浓水泵组成，反渗透装置（120t/h×6台）；产水作为化学制水及1～4号机组水塔补水，反渗透浓水作为脱硫工艺用水。
二、清洗目的
正常的运行条件下，RO装置长期使用运行过程会被无机物垢、胶体、微生物、金属氧化物等污染或阻塞。这些物质沉积在膜表面上，将会引起RO膜透过量下降和脱盐率降低。因此，为了恢复RO膜的透过量和脱盐性能，需要对RO定期地进行化学清洗，以恢复膜的流量和脱盐率，从而保证RO装置的正常运行及尽可能延长RO膜元件的使用寿命。
三、RO膜清洗的条件、依据
RO装置在运行中，出现下列现象之一者，RO膜需要进行化学清洗：
产品水的膜透过量下降10-15%；产品水的脱盐率降低10-15%；膜的压力差（原水进水压力-浓水压力）增加10-15%；已被证实有结垢或有污染；
但值得注意的是：RO膜本身是受运行的压力、水温等参数的影响，RO膜清洗的条件应综合全面考虑。
四、清洗液配方
RO膜的污染或阻塞是受其污染物的种类、膜本身的材质等条件的影响。对于不同的污染，其化学清洗的药剂是不一样的。
按顺序污染物化学式符号为：CaCO3表示碳酸钙；CaSO4表示硫酸钙；BaSO4表示硫酸钡。
按顺序清洗化学品符号为：NaOH表示氢氧化钠；Na4EDTA表示乙二胺四乙酸四钠。
陶氏化学生产该产品的商标为 VERSENE*；Na-SDS表示十二烷基磺酸钠盐，又名月硅酸钠；HCl表示盐酸；Na2S2O4表示亚硫酸氢钠；H3PO4 表示磷酸；NH2SO3H表示亚硫酸氢胺。
为了有效的清洗硫酸盐垢，必须尽早的发现和处理，由于硫酸盐垢的溶解度随清洗液含盐量的增加而增加，可以在NaOH和Na4EDTA的清洗液中添加NaCl，当结垢一周以上时，硫酸盐垢的清洗成功性值得怀疑，柠檬酸是无机盐垢的可选清洗剂。
1.药剂量的计算
化学清洗药剂加量 = 药剂溶液百分比浓度 x 添加的清水量（通常为化学药箱容积）。
*清水：要求为RO产品水或无其它离子污染的纯洁水。
*药剂溶液百分比浓度：是按厂商规定的药剂溶液百分比浓度计算。
*化学清洗药剂投加量：为原液纯度；若不是，则此值需要除以已知纯度。
根据张家口发电厂RO装置现场运行情况与原水水质情况，可以确定为有机物污染。特选用以下三配方进行化学清洗，着重用碱洗配方进行清洗一段。
2.清洗药品配方
2.1清洗液配方
配方一：酸性清洗液：0.2%（w） 盐酸 （T≤35℃）
该清洗方案适用于进水中钙、镁等金属离子的含量高，钙、镁沉淀造成系统脱盐率明显下降，进出口压差出现中等程度的增加，进出口压差迅速增加，产水量短期内逐渐减小，导致RO膜的浓水侧的非有机物污染。
配方二：碱性清洗液：0.2%（w） 碱（T≤35℃）
0.1%（w）碱+0.025%十二烷基苯璜酸钠
0.1%（w）碱+1.0%EDTA四钠盐
该清洗方案适用于胶体化合物（有机物、铁、和硅酸盐）污染造成脱盐率略有降低、进出口压差迅速增加、产水量略有下降，并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类也将在RO膜组件中产生，由此引起生物污染。
2.2非氧化性杀菌剂配方
配方三：非氧化性杀菌剂DBNPA 300-400 PPm
RO系统运行在高微生物活动的进水中时，在接触各种微生物之后的3～5天就会出生物膜，因此，在生物活动旺盛期（夏季），最常规的消毒频率为每3～5天一次，在生物活动非旺盛期（冬季），大约每7天一次，最佳的消毒频率应根据每个系统的实际情况而定，有三种消毒方法可供选择，短暂加药、连续加药、循环清洗。
反渗透系统严重污染时，反渗透可以停运则采用清洗装置先用碱洗，后酸洗。再用300-400ppm的杀菌剂注入系统，循环30-60min；再用反渗透产水或除盐水冲洗15min以上，再用碱洗，去除生物体的尸体及有机残渣。待RO系统消毒清洗干净投运后，每3-7天用300-400ppm的杀菌剂配制在清洗水箱中循环消毒RO装置30分钟，保证细菌不繁殖。
3.化学品用量及品质要求
依据反渗透装置及管路的长短，清洗液需配制5 m3才能满足一套RO化学清洗所需的量。因此清洗一套RO药品的最低用量为：分析纯氢氧化钠 5.0公斤；分析纯十二烷基苯璜酸钠 1.25公斤；分析纯盐酸 （36%） 28.0 L ；非氧化性杀菌剂DBNPA 1.5-2公斤；分析纯EDTA四钠盐50公斤。
4.RO的清洗系统流程按流程进行
5.RO的清洗过程及注意事项
5.1 清洗过程的注意事项
每次化学清洗前确认所有管道连接牢固、正确性，以免化学药品喷溅对设备及人员造成伤害。每次清洗药剂配制前必须进行清水试压，以免化学品喷溅或进入下一级工艺流程。每次化学清洗包括低流量循环（冲洗）-浸泡-大流量循环三个过程，缺少其中任何一个过程对RO清洗效果不能保证。化学清洗时，确保RO浓水出口略有压力0.5bar。每次化学清洗完毕必须用反渗透产水将RO冲洗干净，以免化学品进入下一级工艺装置，而造成不可恢复的损坏。
5.2 RO装置的清洗过程
根据反渗透的运行数据要求：首先采用0.1%碱化学清洗RO第一段；再用0.2盐酸化学清洗RO第二段；后用非氧化性杀菌剂化学清洗整套反渗透装置；最后用 0.1%碱+0.025%十二烷基苯磺酸钠化学清洗整套反渗透装置；
五、反渗透碱性清洗操作步骤
1.配制碱性清洗液
碱液：0.1%碱溶液（5kg碱95%加水至5000L）（PH≤12、温度≤35℃） ；
2.反渗透碱性清洗步骤
反渗透远控改为就地，该反渗透所有气动阀设禁操，关产水手动阀、浓水截止阀，清洗循环过程中清洗回流阀用来调节清洗循环压力。
2.1反渗透清洗低流量循环一段
2.2 反渗透清洗低流量循环二段
3.浸泡
逐步缓慢打开清洗装置的循环阀；逐步缓慢关闭反渗透装置的清洗二段进水阀关闭；逐步缓慢关闭反渗透装置的清洗二段出水阀关闭；逐步缓慢关闭反渗透装置的清洗产水回流阀关闭；逐步缓慢关闭清洗装置的保安过滤器出口阀；逐步缓慢关闭清洗装置的保安过滤器进口阀；反渗透装置压力控制在0.5 bar；停清洗水泵 ；清洗浸泡时间 40-60分钟。
4.低压冲洗
打开反渗透装置的浓水排放阀、产水排放阀；打开反渗透装置冲洗阀；启低压冲洗泵，进行低压冲洗。不论进行的是第一段还是第二段清洗，低压冲洗时都应对整套装置进行冲洗。（无论使用那种清洗方案冲洗PH值呈中性）。
低压冲洗清洗二段进水阀。打开清洗保安过滤器排污阀、打开保安过滤器出口阀、打开清洗二段进水阀（冲洗3分钟关闭）。低压冲洗清洗一段进水阀。打开清洗保安过滤器排污阀、打开保安过滤器出口阀、打开清洗一段进水阀（冲洗3分钟关闭）。低压冲洗清洗一段回流阀。打开清洗一段回流阀、关浓水排放阀冲洗3分钟，开浓水排放阀。低压冲洗清洗二段回流阀。打开清洗二段回流阀、关浓水排放阀冲洗3分钟，开浓水排放阀。冲洗清洗产水回流阀。打开清洗产水回流阀、打开浓水截止阀，关闭浓水排放阀、产水排放阀冲洗3分钟，关闭浓水截止阀。低压冲洗清洗一段、二段回流阀，清洗液PH呈中性。
六、反渗透酸性清洗操作步骤
1.配制酸性清洗液
2.反渗透清洗高流量循环一、二段
3.浸泡
4.低压冲洗
七、非氧化性杀菌剂清洗
1.配制非氧化性杀菌剂清洗液
非氧化性杀菌剂DBNPA （1.5-2公斤加水5000L）
2.反渗透清洗低流量循环一、二段
3.低压冲洗
4.运行反渗透
关闭所有清洗阀门。打开产水手动阀、浓水截止阀。就地改为远控。反渗透所有气动阀解禁。运行反渗透。
八、清洗过程中注意事项
1.若清洗液循环后有明显变色、变脏、有大量泡沫现象，不必再进行浸泡、再循环过程，须重新配置清洗液进行循环。
2.若有机物污染比较严重须将RO装置用碱性清洗液浸泡过夜。
3.清洗过程中清洗液的PH值是重要的测定参数，通过PH的变化可以判断系统清洗的状况和清洗阶段。在循环过程中，若清洗液PH值比新鲜清洗液有0.5-1.0的变化，须在清洗罐中再加入少量药剂来维持PH值。
4.循环结束后关闭清洗泵出口阀门，打开RO产排阀、浓排阀。关闭清洗泵，排放罐中药液，充入清水，再次启动清洗泵用清水冲洗清洗水箱。
九、反渗透运行注意事项
1.反渗透运行过程中要控制超滤产水箱的余氯在0.7-1ppm。防止超滤产水箱在长时间运行过程中微生物的繁殖。
2.在超滤产水箱余氯高的情况下，观察还原剂的加药量是否正常。（随时检测反渗透进水余氯，进水余氯最好为0）
3.在反渗透清洗过程中残留的部分物质，不能被酸性药剂、碱性药剂所溶解。怀疑是助凝剂（PAM），建议用户停加。
十、结束语
废水处理中反渗透系统运行参数的正常与否，对整个废水处理系统起到至关重要的作用，化学清洗的方案及操作的正确性在反渗透清洗中起到关键作用，在反渗透系统运行中选择恰当的清洗方案可以更好的保证反渗透清除污染物，选择恰当的清洗方案是很有必要的，生产中应该重视反渗透的化学清洗工作，这样才能够有力地保证废水处理系统的安全运行。
参考文献
[1]生物活性炭技术在水处理中的研究应用进展[J].工业水处理.2008，28（7）：6～8
[2]活性炭水处理[M].北京：中国环境科学出版社.1991
[3]当代给水与废水处理原理[M].北京：高等教育出版社.2000
作者简介：常水清，男，（1973-），助理工程师。