图1  膜组件运行现场

反渗透系统的污堵一般是通过化学清洗来进行性能恢复的。设备本体结构及清洗方案的优劣对清洗效果影响较大，情况严重甚至会造成膜元件性能不可逆的衰减。因此在膜应用领域中，分析膜元件污染的成因，针对性制定膜清洗的技术措施是确保膜系统长期稳定的关键因素之一。

反渗透膜经过多年的发展和工程应用，无论在技术领域还是在经济性方面，都取得了很大突破。目前，膜技术已经在众多工业部门中获得了广泛应用，工业应用已经成为膜应用最广的技术领域之一。工业水领域水质成分多样复杂，系统进水中存在各种可导致反渗透膜污染的物质，如水合金属氧化物、含钙沉淀物、有机物及生物、胶体等。

在实际系统运行中，时常发生反渗透膜元件污堵，导致系统产水率下降、运行压力升高、脱盐率降低等问题。因此对膜污染进行分析和针对性恢复清洗至关重要。

膜系统污堵现象及分析

膜表面污堵的表现类型分两类：一种为系统性能的下降，如产水流量减少，脱盐率降低；另一种为能耗性能下降，如段间压差增加。

清洗启动标准

当下列情况出现时，需要考虑清洗膜元件：

标准化产水量降低10%以上；

进水和浓水之间的标准化压差上升了15%；

标准化透盐率增加5%以上；

以上的标准（基准）比较条件取自系统经过最初48h运行时的操作性能。

图2  系统工艺简图

污堵原因分析

发现了污堵，如果及时进行清洗，可以最大限度地恢复膜系统性能。但若拖延太久再进行清洗，易形成膜面深层污染，导致污染物清洗难度增加；同时，污染物不同，清洗方案亦有不同。只有及时采取针对性的清洗方法，才能确保清洗效果良好；如错误地选择清洗化学药品和方法，有时甚至会使膜系统污染加剧甚至造成不可逆的膜损伤。因此，化学清洗之前，首先需要进行污染分析。

下列因素有可能引起膜系统污堵：

预处理系统不完善、运行不正常；

预处理投药系统失灵；

系统停机后冲洗不及时或不充分；

阻垢剂、药剂选择不合适；

膜面长时间累积沉淀物（钡和硅垢等）；

进水组份或其他条件改变；

进水受生物污染。

确定污垢类型分析法

确定膜表面的污垢种类，有以下几种分析方法：

分析系统性能数据；

分析进水组成，发生污垢的可能性或分析原水水质报告；

检查前几次的清洗效果；

分析测定SDI值的微孔滤膜膜面上所截留的污物；

分析保安滤器滤芯上的沉积物；

检查进水管内表面及膜元件的进出水端面，如为红棕色，则表示可能已发生铁的污染；泥状或胶状沉积物通常为微生物或有机物污染。

工程案例

背景概述

某工业除盐水站以地表水为原水制取纯水，于2008年建成投运。系统每3个月进行一次化学清洗，每次化学清洗后，出现产水电导长期居高不下，脱盐率下降无法完全恢复到清洗前的产水水质指标。系统工艺简图如图2所示：

污染物分析

针对站内遇及的问题，采用上文提到的分析膜系统污堵现象的方法对可能的各因素逐一排查分析：

实施措施

针对上述情况分析，系统改善措施如下：

由于来水已投加PAC，为避免投加重复导致过量的问题，现场逐步减少PAC药剂投加，直至停用。以此降低PAC后絮凝及与聚合物阻垢剂反应的概率。

由于第二段无法单独清洗，要求清洗首先清洗第一段，以避免一段清洗的污染物进入二段造成交叉污染。清洗初期废水要求直接排放，不进入循环步序。

有机污堵概率较大，重新调整清洗配方，碱洗建议浸泡过夜，每次清水冲洗要求参考冲洗出水电导值确定冲洗时间。

经调整，现场当前已经停止投加PAC。清洗配方及清洗方案已经全面调整。最近一次清洗，洗后第3天，电导已经接近清洗前数值，较以往需要2周恢复期改善显著。

问题与建议

系统经过运行调整，清洗效果虽然有所改善，但是产水电导仍然无法完全恢复到初始值。无法分段清洗是本案例中一个比较棘手的客观限制。因此设计人员在设计之初，需要充分考虑系统需求，进行系统及设备设计，避免出现先天不足。

对于化学清洗而言，有效恢复膜系统运行能力是化学清洗方案制定的重要原则。清洗效果的优劣与日常运行状况、药剂情况、设备/系统设计均密切相关，因此清洗方案（尤其配方及清洗步骤）制定过程，建议有条件尽量做好现场调研，针对每个项目具体问题具体分析，以期找到最适用的解决方案，切忌不调研不联系现场，直接套用膜手册编制清洗方法，如此稍有不慎易对膜造成难以挽回的损害。

尽管如此，膜系统长期稳定运行的关键还是在于日常运行维护，化学清洗仅仅是一种恢复性措施，属预防和补救。充分发挥预处理单元的保障功能，如及时观察药剂投加情况，根据季节调整运行参数等，既能减轻化学清洗的压力，也利于反渗透系统长期稳定运行。

【参考文献】
[1] 冯逸仙.反渗透水处理系统工程[M].北京：中国电力出版社，2005
[2] 周正立.反渗透水处理应用技术及膜水处理剂[M].北京：化学工业出版社，2005
[3] 严煦世.给水排水快速设计手册（第1册）[M].北京：中国建筑工业出版社，1995