蓉城反渗透系统DTRO碱性清洗剂,反渗透清洗剂

酸性清洗剂

金属表面的污垢多种多样，有油溶性的，也有水溶性的，有金属锈垢，还有水垢、尘垢等。酸性清洗主要用于清洗金属表面的无机盐垢、碱性氧化物和氢氧化物等。常用的酸有无机酸，也有有机酸，其中以盐酸和硫酸应用多。

在酸洗过程中，酸不仅能溶解污垢，而且也能对无机盐垢产生作用。酸对无机盐的作用有两种，一方面使无机盐的组成发生变化，一部分转变为可溶性盐，如碳酸钙、碳酸镁在盐酸作用下转化为氯化钙和氯化镁。另一部分转化为新的难溶盐，但在短时间内组成的新的难溶盐是分散的，易被清洗掉。如用硫酸清洗碳酸盐垢生成新的硫酸盐沉淀：

另一方面，磷酸、柠檬酸等的酸根离子中有多个配位原子，可与二价金属离子结合成螯合物。酸对金属锈垢的作用主要是通过酸碱中和反应，使其转化为易溶于水的盐。因为金属锈垢主要是金属氧化物和氢氧化物。如果酸根对金属离子具有配合作用，也有利于金属氧化物的溶解。

酸性清洗剂的组成

酸性清洗剂的主要成分是氨基磺酸、柠檬酸、乙酸、羟基乙酸、草酸等。常用的是HCl和H2SO4。为了改善清洗效果，缩短清洗时间，减少酸对被清洗对象的损伤和对环境的污染，还常常添加缓蚀剂、湿润剂、消泡剂、抑酸雾剂和增厚剂等。这些添加剂中许多都是表面活性剂。

为某环保公司垃圾渗滤液处理的DTRO系统，工程师的指导下，使用膜清洗剂，对其DTRO系统进行尝试性化学清洗，将已处于无法运行状态的DTRO系统恢复正常运行，得到客户方对清洗剂的肯定。

该项目工艺流程：垃圾渗滤液→初沉池→调节池→IOC→AO系统→外置式管式超滤→化学软化→微滤TUF系统→（阻垢剂、盐酸、还原剂）反渗透系统→反渗透产水池

反渗透浓缩液池→DTRO系统（阻垢剂）→清水池

反渗透系统：#1RO，3:2排列(5芯)；#2RO，2:1排列（5芯）。

DTRO系统：1套，40支膜柱。


2.DTRO系统运行状态

本次对DTRO系统进行化学清洗前，了解到DTRO系统已运行3年左右时间，至2020年9月份部分膜柱存在导流盘损坏问题，已导致DTRO系统根本无法运行。经过检查该系统40支膜柱中只有11支导流盘正常，但因为膜片污堵情况严重，运行压差过大，系统已经无法正常开机运行。从现场拆下的膜片情况来看，膜片覆盖厚厚一层粘泥类的综合性污堵物，污染情况非常严重（见图1和图2）：

从图1及图2现场拆解的膜片污堵的情况可明显看出，其表面覆盖厚厚一层粘泥类污堵物，严重污堵流道及膜面，导致DTRO系统无法正常开机运行，系统处于报废状态。

3.化学清洗情况

3.1膜清洗剂清洗过程

①酸性清洗

⑴清洗前采用干净水对DTRO系统进行冲洗，冲洗结束后清洗水箱中置入约500L干净水，启动清洗水泵对DTRO系统进行循环，按照1:40质量比加入0.5桶膜酸性清洗剂，循环过程中监测清洗液pH值变化情况，pH值一直上涨时，再继续补加0.5桶膜酸性清洗剂，循环清洗1小时。

此时清洗液颜色已较深，详见图3：

图片
图3：遍膜酸性清洗剂清洗时的溶液

⑵循环清洗1小时后，因清洗液颜色变化过大，将该清洗液排放，清洗水箱补充干净水后对DTRO系统进行冲洗，冲洗至浓水排水至清澈状态。

⑶冲洗结束后清洗水箱中置入约500L干净水，启动清洗水泵对DTRO系统进行循环，按照1:40质量比加入0.5桶膜酸性清洗剂，循环过程中监测清洗液pH值变化情况，此时清洗液pH值已处于稳定状态，维持在2左右。

⑷循环清洗1小时后，清洗液pH值已稳定，且清洗液颜色也无明显变化，详见图4

图4：膜酸性清洗剂遍清洗时的溶液

将清洗液排放后，清洗水箱补充干净水对DTRO系统进行冲洗，冲洗至浓水排水pH至6-7，酸性清洗结束。

清洗后效果对比

DTRO系统清洗后，对清洗过DTRO膜柱进行拆检，观察本次使用膜清洗剂的效果，清洗对比情况见
图7：DTRO清洗前后状态对比

图7中左侧膜柱为经过膜清洗剂清洗后膜柱状态，右侧为未经过清洗的膜柱状态。

图8为经过膜清洗剂清洗后膜片状态，图9为未经过清洗的膜片状态。

从清洗前后的导流盘外侧及膜片照片对比可明显看出，本次使用膜清洗剂清洗后，膜片上污染物绝大部分已去除，清洗效果非常明显。由于本次为实验性清洗，因此只进行了一次化学清洗，若进行二次强化性清洗则效果更佳。

4.2清洗前后运行参数对比

在化学清洗前，DTRO系统处于无法运行状态，一直处于停机状态。从历史运行参数中记录到40支膜柱均正常运行时的数据见表
本次化学清洗时，该组DTRO系统只剩余11支膜柱可以正常运行，其余膜柱已因导流盘故障而隔离，化学清洗时对该11支膜柱进行试运，具体运行参数见表2：
从本次清洗前后运行数据可明显观察到，DTRO系统已可以恢复运行，各项参数恢复性良好，系统脱盐率也没有恶化情况，且产水量通过膜柱比例换算也已得到较好恢复。

5.总结
由于垃圾渗滤液膜处理系统，其进水存在高COD、高TDS、高色度等特性，从而易导致膜处理系统的污堵速度快。日常系统运行过程中，应及时加强对系统的维护及清洗，避免因日常清洗不到位膜片污堵严重，导致系统无法正常运行。

采用性能的膜清洗剂对于处理复杂水质的DTRO系统污堵物，剥离效果非常明显。定期采用膜的药剂对DTRO系统进行维护清洗，可有效改善膜元件的污堵情况，延长设备的使用寿命。

纳滤是一种分离尺度介于超滤及反渗透之间的压力驱动膜分离技术，也被称为低压反渗透。主流的商用纳滤膜是通过界面聚合方法制备的超薄复合膜，通常在聚砜基膜上合成超薄聚酰胺分离层。聚酰胺具有可电离的羧基和氨基官能团，其表面荷电性受环境pH影响，因此纳滤膜对溶质的分离机制主要包括孔径筛分和道南效应。受益于纳滤膜的高水通量和的小分子分离选择性，目前纳滤膜已广泛应用于水处理及食品加工过程。然而膜组件长期运行过程中不可避免会形成膜污染，从而降低水通量并影响分离性能，终限制了纳滤膜技术的大规模推广。虽然预处理、膜面改性和膜过程优化可以减轻污染程度，但膜清洗仍然是避免污染物累积和恢复膜分离性能的有效策略。
1. 化学清洗剂间的协同作用机制
膜清洗根据清洗机制分为物理清洗和化学清洗，其中化学清洗相比于物理清洗效果更佳，是快速恢复膜性能的有效方法。化学清洗剂根据试剂的性质可以分为酸性清洗剂、碱性清洗剂、消毒剂、表面活性剂、金属螯合剂和酶六类。化学清洗虽然能恢复膜分离性能，但也会对纳滤膜理化性质造成可逆/不可逆的影响，甚至破坏膜结构并影响分离性能。深入了解化学清洗对聚酰胺纳滤膜的作用机制，能够避免化学清洗对纳滤膜的损伤。此外，多种化学清洗剂之间也存在协同或抑制作用，阐明化学清洗剂间的相互作用有助于指导化学清洗过程。
图2. 耐化学清洗纳滤膜制备及膜污染控制研究思路
文章回顾了近年来膜污染表征技术的研究进展以及各类化学清洗剂对污染物的作用机制。随后论述了化学清洗对聚酰胺纳滤膜理化性质的影响，其中酸性清洗剂和氧化消毒剂会对纳滤膜分离层造成不可逆的损伤，导致分离性能下降；而碱性清洗剂会引起纳滤膜荷电性和膜孔的可逆变化，进而影响溶质截留和抗污染性能。同时，文章对清洗剂间的反应机制和协同/抑制作用进行总结，并探讨了膜污染控制和膜清洗的未来研究方向。文章不仅有助于指导绿色和的膜清洗过程，同时也为耐化学清洗纳滤膜的研发提供了新思路

在反渗透的进水中，没有加注杀菌剂，导致细菌超标，而使反渗透膜污染，影响到原水的分离处理效果。反渗透膜遭受氧化污染后，不能达到预期的处理效果，对其进行恢复处理，才能实现原水分离处理的效果。为了反渗透水的水质达标，对化学药剂的使用问题进行分析，加入阻垢剂，防止水质的钙镁离子对反渗透膜产生不利的影响。加入盐酸调整原水的酸碱度，达到杀菌的作用效果，防止细菌超标，而污染渗透膜。

当加入的化学药剂的量过大时，会起到反作用。加入盐酸中的有机杂质较高的情况下，导致细菌滋生，引起反渗透膜污染，严重的影响到原水的反渗透水处理的效果。原水的水质不达标，对反渗透处理产生的不利影响。合理控制原水的水温，当水温升高后，就会使膜的强度弱化，缩短膜的使用寿命。对原水的水质进行预处理，通过过滤器的作用，降低其中机械杂质的含量，使其通过反渗透膜的作用，达到佳的处理效率，提高原水反渗透处理的效率，达到原水净化处理的技术要求。

反渗透装置的维护
为了反渗透在化学水处理的运行，除了在运行前做好相关的准备工作，在运行中严格遵守相关的规定，还要定期对反渗透设备进行维护，我们不仅要对直接进行水处理的设备进行维护，还要对反渗透装置的操控系统进行维护，这样就能很好的实现相关的监视工作，能够在远程实现对设备的观察以及相关参数的检定，能够提高反渗透在化学水处理中的效率和质量。