反滲透備用膜元件在離線清洗中的重要性
1 反滲透膜元件重度污染的特征及離線清洗
雖然反滲透系統的設計中都會有一定程度的富裕量，以保證在緊急時刻不至于因為反滲透系統的產水量或脫鹽率下降、反滲透系統壓差升高而使得供水不足而對安全生產造成威脅，但實際上也正是由于這些富裕量的存在才使得有時候隱藏的故障不能夠及時的表現出來，這樣最終可能就演變為反滲透膜元件的重度污染。
1．1 反滲透膜元件重度污染的概念
指反滲透系統進水中所含的懸浮物、膠體、有機物、微生物及其它顆粒對RO膜產生的表面附著、沉積污染或者水中的化學離子成分在膜表面因濃差極化等因素導致的離子積大于溶度積后的化學垢類生成等現象。重度污染則指污染后的單段壓差大于系統投運初期單段壓差值的2倍以上、反滲透系統產水量下降30%以上或者單支反滲透膜元件重量超過正常數值3公斤以上的情況。
重度污染往往是重度物理污染和重度化學污染的疊加，某些情況下，二者同時伴生，且在一定程度上是在多次清洗后污染還反復發生。
1．2 重度污染RO膜的離線清洗要求
當下列情況發生時，需要對重度污染RO膜元件進行離線清洗：（1）反滲透膜元件污染符合“重度污染”標準；（見論文：反滲透膜元件的重度污染與離線清洗）（2）反滲透系統通過在線清洗不能夠達到系統額定標準的；（3）水處理系統由于供水緊張而不能夠進行在線清洗或沒有在線清洗設備的；（4）反滲透污染類型較為復雜，通過在線清洗容易引起交叉污染的；（反滲透系統前段污染物可能會通過在線清洗被帶入系統后段，而使后段膜元件遭受污染的稱為交叉污染）（5）反滲透系統在多次清洗后污染還反復發生。
1.3 反滲透膜元件的離線清洗方式及步驟
1.3．1 首先用性能優良的備用膜元件替換反滲透系統上的待清洗膜元件，以保證反滲透系統不停止運行，保證整個生產工藝的持續穩定。
1.3．2 反滲透膜元件性能測試（此步驟尤為重要）：
①對每一支膜元件單獨測試其各項性能指標，包括：脫鹽率、產水量、壓差、重量等，并作好測試前記錄
②脫鹽率、產水量和壓差測試條件：符合不同類型膜廠商提供的標準。
1.3．3 系統清洗前了解系統目前運行狀況；
1.3．4 采集運行反滲透系統的各參數指標，作好原始記錄；
1.3．5 根據用戶原水全分析報告、性能測試結果及所了解的系統信息判斷清洗流程；
1.3．6 污染物的鑒定。首先根據3.5的分析結果初步判定，再通過特殊的設備、器具作進一步的驗證，以確定具體污染物類型。
1.3．7 根據3.5、3.6的分析結果，確定所需清洗配方。當RO膜上的污染物確定后，我們可以選擇膜制造商提供的系列配方，選擇較為合適的一種或兩種配方；或者選擇特殊配方（當RO膜被特殊的污染物污染時，采用普通的配方效果欠佳，或者從經濟性角度比較時，特殊配方較為經濟）。目前，國內外有許多反滲透膜元件清洗的專用藥劑，如開元恒業的KY系列清洗藥劑和殺菌劑，根據筆者的經驗，使用效果良好，且同傳統藥劑比較，經濟性也不錯。
1.3．8 在反滲透專用清洗設備上用以上清洗劑結合物理處理清洗手段進行試驗性清洗，以選擇恰當的清洗配方和清洗程序；
1.3．9 確定清洗方法，對以上所有膜元件進行處理；
1.3．10 對清洗后的膜元件進入測試平臺進行測試并作記錄，不符合要求的將重新送入清洗設備進行處理；
1.3．11 整理清洗數據資料，寫出清洗總結報告。
2備用膜在離線清洗過程中的重要性
在目前的反滲透膜元件清洗中，離線清洗作為有效的徹底消除反滲透膜元件污染的手段已經得到廣大反滲透用戶的接受，且正在成為越來越重要的反滲透膜元件清洗手段。
但是也有越來越多的業主單位增添了一定的困惑：1、反滲透膜元件在離線清洗期間，水處理系統必須停止運行或間斷運行，這對于工業企業來說往往是很難做到的事情，且即使做到也是在影響正常生產的情況下做出的，給企業利潤和安全生產帶了相當大的隱患；2、由于沒有備用膜元件，只有加快清洗進度，結果是膜元件清洗效果不能完全滿足要求，污染隱患仍在；3、經過離線清洗后的系統在安裝初期運行參數還不錯，但是在清洗過程中所發現的污染原因以及所采取的解決辦法沒有得到充分的驗證，污染往往又隨之而來。即使在簽訂了關于質保期的相關內容，但反滲透系統在不久后進入污染---清洗---污染的怪圈使得膜元件的使用壽命也越來越短，也會因其它種種原因業主利益不一定能得到保證。
備用膜元件在離線清洗初期就應運而生，良好的性能使得備用膜元件也有了不次于新膜很多的能力。在使用備用膜期間：1、有效的對清洗過程中所發現的問題采取措施進行處理并一一驗證；2、可能在對RO預處理所采用的某些措施是不合適的，有可能對膜元件產生損害，但由于是備用膜元件（舊膜），因此可能遭受的損失也較小，無論對于甲方還是乙方都是有好處的；3、采取有效措施對問題解決后，需要一段時間的運行參數的觀察來證明催所發現的問題所采取的措施是否穩妥得當，并是否能保證系統長期穩定運行，有了第一手的數據，清洗后的污染問題就不是問題，也不再是那流于紙上的一段文字所能比擬的。
3備用膜在離線清洗中得到有效應用實例
某化工廠純水車間水處理兩套反滲透裝置（BW30-400膜元件）最初設計能力為2×100噸/小時，采用一級兩段處理，12：6排列，該系統從2002年2月投運，最初的系統進口壓力為11.6kgf/cm2,系統產水量為100噸/小時。后因系統預處理殺菌劑加入不得當脫鹽率下降嚴重，進行了首次換膜處理；更換膜元件后，系統運行壓差出現上升較快，產水量下降嚴重，最重時產水量低至68噸/小時，總壓差升至10kgf/cm2，盡管有多次的在線與離線清洗，但鑒于對系統膜元件的影響，具體的污染解決方案確沒有充分得到實施，其后情況依舊。
3．1 清洗前的運行參數
清洗前運行參數見表1
表1 清洗前的運行參數
項目 進水壓力 產水量/m3/h 脫鹽率/% 壓差/MPa
#1反滲透 1.48 68 94.1 1.0
#2反滲透 1.45 72 95．2 0.96
注：2003年8月份監測
表2 清洗后的運行參數
項目 進水壓力/MPa 產水量/m3/h 脫鹽率/% 壓差/MPa
#1反滲透 1.16 100 96.8 0.36
#2反滲透 1.17 100 97．1 0.32
3．2 以上兩套系統使用備用膜元件的離線清洗過程
考慮以上因素，最終選擇了離線清洗方式，由備用膜元件替代現有系統中的膜元件，不僅解決了燃眉之急，同時也給被污染反滲透膜的清洗爭取了時間。
根據對系統工藝流程的分析和膜元件污染情況的觀察，最重確定了可能是源水水質較差，其中帶來細小的泥沙、微生物污染物以及預處理設備脫落物等污染物進入了膜元件內部，系統阻垢劑使用不當等原因。經過充分論證后，通過更改KY-150反滲透專用阻垢劑以及對反滲透保安過濾器進行改造，反滲透運行參數日漸穩定。（期間也因改造措施不到位，對系統中污染較重的幾只膜元件進行了更換）。
清洗方面，采用了由鄭州開元恒業研制的清洗測試一體機對清洗前后的膜元件性能參數進行了一一測試，最終將少數幾個性能較差的膜元件剔除，并按照測試結果在設備上對膜元件進行了有效排序安裝，膜元件再安裝到系統上之后的效果令人滿意，清洗后的運行參數見表2。
結束語：在反滲透的污染控制中，最根本的措施在于以反滲透為核心的水處理系統的設計及制造安裝過程、反滲透系統各種耗材的選擇、運行管理水平等方面的控制。這些方面的良好把握對反滲透系統的安全健康運行起著至關重要的作用。當然，當反滲透系統發生嚴重污染時，首先采取的措施一定是要分析污染的原因、查找解決污染的方法，并通過恰當的途徑在最短的時間內對反滲透系統進行清洗，因為隨著時間的延長，意味著清洗難度的下降。備用膜元件在膜元件的離線清洗過程中有著至關重要的作用，應當成為清洗工作的必備。同時建議在清洗工作開始前，要咨詢資深水處理專家或專業技術公司，力爭清洗方案的完備性。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
