[發明專利]一種反滲透系統的清洗方法

有效

• 申請號: 201010203911.6
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN102285705A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 酈和生;王亭
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D61/10;B01D65/06
• 代理公司: 北京宇生知識產權代理事務所(普通合伙) 11116
• 代理人: 朱小鶯

技術領域

本發明涉及一種反滲透系統的清洗方法，特別是反滲透系統中反滲透膜的清洗方法。

背景技術

隨著全球性的水污染及水匱乏，水處理的高科技設備—反滲透除鹽裝置(RO)自50年代末美國制成了第一臺高性能膜后迅速發展起來。我國于70年代末首次采用反滲透除鹽裝置，但直到1993年TFC-HR高脫鹽新膜的出現，才獲得較大發展。反滲透是一種借助于選擇透過性膜的功能，以壓差為動力的膜分離技術，當系統所加壓力大于溶液的滲透壓時，水分子透過膜經過產水流道進入中心管，在一端流出。進入水中的雜質(如離子、膠體、有機物、細菌)被截留在膜的進水側從濃水出水端流出，從而達到分離凈化的目的。反滲透技術與傳統的蒸發器、電滲析等技術相比，有著獨到的特點和優勢，它的總鹽去除率高，水回收率高，操作簡單，設備緊湊，維護方便，可大大降低勞動強度，提高整個水處理工藝的運行水平和自動化程度，在與離子交換設備聯合使用時，可極大地延長了離子交換設備的再生周期，減少了酸堿的排放量，有利于節約水資源及改善環境。目前，反滲透技術已經涵蓋了幾乎所有工業部門，特別是在海水淡化、純水制備、鍋爐給水、廢水處理以及飲水、飲料和化工產品的濃縮等多種領域中得到了廣泛的應用。

由于反滲透與傳統的過濾完全不同，后者水全部通過濾層，依靠反洗將截流的污物從濾層中除掉，而RO則是一部分水以與膜垂直的方向通過膜，此時鹽類和膠體物質在膜表面濃縮，依靠與膜平行方向流動的濃水將濃縮物質帶走。反滲透裝置在運行一段時間以后，在膜上濃水側會積累膠體、金屬氧化物、細菌、有機物、水垢等物質，引起系統脫鹽率下降，出水量降低，壓差增大等問題，也就是形成了所謂的膜污染。具體地說，膜污染是指水中的懸浮固體、微生物及溶解的鹽類因被濃縮，其濃度超過溶度積而在膜表面上生成了不需要的沉積物，這些污染可由以下原因引起：1無機物的沉積(結垢)，常見污染物有CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂等；2有機分子的吸附(有機污染)；3顆粒物的沉積(膠體污染)，常見的污染物有氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化硅膠體等；4金屬氧化物沉積，常見的污染物有氧化鐵；5微生物的粘附及生長(生物污染)，常見的污染物有細菌、水藻類。

反滲透裝置的膜污染是緩慢發展的，如果不在早期采取措施，污染將會在相對短的時間內損傷膜元件的性能。在一般情況下，當反滲透系統出現下列癥狀之一時，表明反滲透膜已被污染，應及時進行清洗：在正常壓力下，產品水流量下降了正常值的10～15％；為了維持正常的產品水流量，經溫度校正后的給水壓力增加了10～15％；產品水鹽透過率增加10～15％。膜元件的水通量越大，回收率越高，則其膜表面越易受污染。在正常運行條件下，所有上述膜污染都將使反滲透裝置的產水量減少，供水壓力增加，產品水質降低，增加反滲透裝置的清洗頻率，增加產水費用。因此，如何防止或減緩反滲透膜污染，延長膜的使用壽命，提高膜的清洗效果已成為當前反滲透技術中的重要研究課題之一。

在反滲透裝置運行過程中，不同類型的污染常常同時發生，并相互影響，但目前對不同類型污染之間的相互作用知之甚少。在各種領域中使用的反滲透裝置，不論其多么完善，也不論采用何種廠家生產的何種類型的膜元件，反滲透裝置一旦投入運行，一旦料液與膜接觸，膜污染即開始，最終都需要清洗，只不過清洗周期長短不同。

一般反滲透裝置污染物的去除可通過物理沖洗和化學清洗兩種方法來實現。物理方法：如果膜的透水性能剛出現降低，可用產品水，采用低壓高流速沖洗膜表面20～40min，使膜的透水性能得到一定程度的恢復；化學方法：在反滲透膜被嚴重污染，用物理方法清洗效果不明顯后，通常采用化學方法進行清洗。在決定采用化學方法清洗時必須對污染物進行化學分析，辨別污染物的種類，并根據不同的污染物選擇相應的化學藥品和配方。

對于反滲透系統來說，無論是采用物理沖洗還是化學清洗的方法來清除反滲透膜上的污染物，都適宜采用較低的運行壓力及較大的濃水通量。較低的運行壓力只為抵消掉從給水至濃水的壓降，基本上無滲透水產生，這樣就可以減少贓物在膜上的再沉淀；而較大的濃水通量，則可以保證有較多的清洗液沖刷反滲透膜表面，對于去除反滲透膜表面上的污染物很有幫助。