反渗透膜元件的铁污染清洗研究
反渗透膜组污染及清洗方法的探究
反渗透膜组污染及清洗方法的探究摘要：在反渗透分离过程中，膜的污染是一个棘手的问题，它的出现造成了反渗透装臵去除率和产水量的大幅度下降，严重影响膜的使用寿命。
本文论述了反渗透膜在水处理中常见的污染现象。
根据污染的类型、程度、膜材料的性能选择清洗剂，设计出合理的清洗方案，快速恢复反渗透膜的膜通量。
关键词：反渗透膜;污染;清洗1、引言随着时代的进步，经济和科技的飞速发展，我们所面临的水污染问题已日趋严重，越来越受到国家的重视。
2010年6月，作为国家进一步《做好松花江流域水污染防治规划》的重点项目，作为油田必须完成的重点环保工程，污水综合处理装臵开工投产。
在装臵深度处理系统中我们采用了反渗透膜分离技术。
反渗透膜分离是一种新型的膜分离技术，它通过压力差脱除溶液中的盐类及低分子物，如无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD 等。
具有无相变、不发生化学变化、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、耗能低等众多优点。
在反渗透膜分离技术实际应用中, 不可避免产生膜污染现象,且膜污染问题是影响该技术稳定性的决定因素,因此研究膜污染形成机理、及时对膜污染进行清洗是反渗透系统正常运行、防止其发生故障的重要保证。
2、膜污染定义膜污染是指与膜接触的料液中微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜发生物理、化学相互作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面的浓度超过其溶解度及因机械作用而引起的在膜表面或膜孔内的吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞, 使膜产生透过流量与分离特性不可逆变化现象。
污染物尤其是蛋白质等大分子在膜表面和膜孔内的吸附所引起的通量衰减及分离能力的降低, 是造成膜通量衰减的主要原因。
但膜污染引起的通量衰减又往往和浓差极化现象引起的可逆通量下降混合在一起, 使得膜分离效果进一步降低。
3、膜污染产生原因[1-2]反渗透系统在运行过程中, 废(污) 水中的金属离子、微生物、不易溶解的沉淀、有机污染物、生物粘泥、胶体、油脂等长时间与膜接触, 会引起膜污染, 使膜的通量及分离性能明显降低、压降升高。
探讨反渗透膜元件污染的原因及解决措施
探讨反渗透膜元件污染的原因及解决措施当两种具有差异性盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时，含盐量相对较少一边的溶剂会逐渐向含盐量较高的溶剂一侧发生流动，这种现象被称之为渗透。
这一现象在工业运行中常有发生，并在很多时候对工业运作造成阻碍，反渗透装置的设计正是为了解决这一问题。
本文结合具体案例，针对反渗透膜元件污染的原因及解决措施进行研究与分析。
标签：反渗透；膜元件；污染；措施1 反滲透膜元件污染的特征当两种具有差异性盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时，含盐量相对较少一边的溶剂会逐渐向含盐量较高的溶剂一侧发生流动，这种物理现象被称之为渗透。
当含盐量相对较少一边的溶剂向含盐量较高的溶剂一侧发生流动并达到一个定值时，渗透中断，而在这一时刻的压力差我们将之称为渗透压。
就一般情况而言，渗透压与盐浓度存在着一定的正比例关系，即渗透压随着盐浓度的升高而升高，除此之外，渗透压还会在一定程度上受到溶液种类与温度的影响。
在渗透达到定值时，即处于渗透平衡状态，而在这一状态之下如果在浓度较高溶液的一侧施加一个压力，浓度较高一侧溶液在这一压力之下会向浓度较低一侧溶液渗透，我们将之称为反渗透，这一渗透是人为现象，常常运用于工业运行中。
而反渗透装置正是基于这一原理所设计出来的。
在实际的运用过程中，反渗透装置在诸多因素的影响之下，会经常发生反渗透元件污堵的情况，表现为反渗透进水压力逐渐增大、每一段的压力差逐渐增加、单套反渗透进水量减小、产水率降低且水质逐渐变差等。
2 反渗透膜元件污染原因分析2.1 预处理不当在反渗透之前，原水会经过全自动过滤器以及超滤过滤器进行一个预处理的流程，一般情况下处理之后的水进水浊度控制在0.2NTU之内较为适宜。
而在全自动长时间的使用之后，会逐渐出现反洗效果不佳的情况，如此一来，泥沙会有一部分附着在石英砂内，进而对水质造成一定程度上的影响。
而水质较差的水进入到超滤之后会对超滤进行污堵，超滤的产水水质也在这一影响之下逐渐变差。
反渗透膜污染分析及其清洗
反渗透膜污染分析及其清洗反渗透膜投入使用后，就要受到水中杂物的污染，由于各地水源水质不同，所采取的预处理工艺方法也不尽相同，所以反渗透的污染物各不相同，污堵的速度差别很大。
即使同一个系统，每个周期的污染物也不完全相同，常常不止一种污染物，它们相互影响，加快了污堵速率和污染的复杂性，增加了清洗难度。
常见的污堵情况有以下几种。
1、胶体污堵胶体污堵是一种普遍现象，不管是地下水还是地表水，总含有铁铝胶体、硅胶体、有机质胶体，预处理时加入的混凝剂，助凝剂，阻垢剂等形成的胶体，这些都可能沉积在膜表面形成胶体污染。
使系统质差增加，产水量降低，脱盐率下降。
2、生物污堵生物污堵主要发生在地表水处理系统和频繁启停操作的系统。
单一的杀菌剂是不能将水中的各种细菌微生物全部杀死，系统设在死角区，或停用时间过长造成细菌微生物生长繁殖，粘附在膜表面形成生物粘膜。
使系统运行压差升高，产水量下降，脱盐率先是略有上升，然后降低。
3、化学结垢化水结垢往往发生在二段，被浓缩盐水中过量的溶解盐沉淀而结垢。
表现为原段压降升高，脱盐率下降，出力降低。
只要调整好回收率和阻垢剂加量是可以控制的。
4、颗粒堵塞颗粒污堵往往发生在前端。
主要原因是新系统投运时冲洗不彻底，保安过滤器缺陷致泥上、细砂等腐蚀碎片通过。
或是微米滤芯采用缠绕型号，绒毛脱落，还有是运行压差高，使膜边上的膜片脱落堵在下一个膜的前端。
造成压降升高、出力减小。
这些是机械性污堵，是可以预防的。
膜污堵后的通性就是压差升高，出力降低，脱盐率降低。
膜污染后其运行指标与投运相比，在产水量降低15%，校正后的压差变化达15%或归一化后的盐通量达15%时应进行清洗。
目前反渗透膜的清洗配方一般都是膜生产商提供的，按性能一般分为酸洗、碱洗、盐洗和氧化清洗四大类。
其配方是有保守性和关健技术的保密性，且还有不同地区，不同水质的差异性。
所以各单位使用后其清洗效果相差很大。
所以我们根据理论分析和现场试验来选择了优效的配方。
反渗透膜污染分析及清洗研究
反渗透膜污染分析及清洗研究摘要介绍了反渗透技术在废水处理过程中的膜污染类型，并对不同膜污染类型目前常见的污染检测技术和清洗方法进行了总结，最后对污染清洗过程中的影响因素进行了探讨。
关键词反渗透；膜污染；清洗；影响因素反渗透是膜分离技术中的一种，在外界压力驱动下，只允许水分子通过，几乎能截留废水中所有污染物质，因此在工业废水处理领域得到了广泛的应用。
反渗透技术在应用过程中会面临膜污染的问题，膜污染会使膜过滤阻力增大，通量和分离性能下降，进而增加清洗频率，导致膜使用寿命缩减。
1膜污染膜污染可定义为由于被截留的颗粒、胶体粒子、乳浊液、悬浮液、大分子和盐等与膜发生物理化学相互作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面浓度超过溶解度而引起的在膜表面或膜孔内的不可逆沉积，这种沉积包括吸附、堵孔、沉淀、形成滤饼等。
1.1膜污染类型根据造成膜污染物质的不同，膜污染主要可分为以下三类：1）无机污染：无机物质在膜面或者膜孔沉淀造成的污染，主要有粘土、硅酸盐、金属氧化物和钙镁沉淀等。
大多数情况下，无机污染与有机污染之间还存在着相互促进的作用。
2）有机污染：由废水有机物造成的污染，废水中常见的有机污染物质有腐殖酸，蛋白质和碳水化合物等。
在处理组分复杂的废水时，有机污染往往与无机污染相伴发生，这与被处理废水的水质特点密切有关。
3）微生物污染：微生物在膜面上沉积和生长，同时通过释放有机质在膜面形成凝胶层对膜造成污染。
膜面上微生物自身的生长繁殖会形成污染，其分泌的产物还有利于有机物粘附形成菌膜，无机物形成晶核，从而促进有机污染和无机污染联合发生。
1.2膜污染的分析技术膜污染的分析过程一般如下：首先观察分析膜上污染物的整体形貌和分布概况；然后微观观察分析膜上污染物的特征形貌结构，包括污染层厚度, 膜上聚集体大小及形态分布；最后，对膜上污染物的成分进行定性定量分析，确定污染物的具体类型和成分组成。
通常膜面上截留的污染物大多不是单一的某种污染类型，而是多种污染同时发生。
反渗透膜污染及清洗的研究
反渗透膜污染及清洗的研究【摘要】反渗透膜分离技术在水处理领域是一种新型、高效的工艺，近几年在工程中的的应用越来越广泛,但反渗透膜的污染成为了限制膜广泛使用的关键因素，及时的化学清洗可有效地恢复反渗透膜的性能、延长其使用寿命。
本文介绍了反渗透膜污染的定义，污染物形成的原因，膜污染的分类，综述了膜污染影响因素、预防措施和膜污染的清洗方法。
【关键词】反渗透；膜分离技术；膜污染；清洗自从20世纪50年代膜分离技术开始进入工业应用以来，膜分离技术被广泛应用于化工、食品、医药、环保等领域，收到了整个水处理行业的青睐[1]。
反渗透膜（RO）分离技术具有装置简单、组件化、能耗低、操作方便、占地面积小、适用范围广等优点[2],在工业水处理、纯水制备、废水处理、海水淡和苦咸水淡化及某些特殊化工工程中得到了非常广泛的应用[3-5]。
但由于反渗透膜污染的存在，它将影响膜的稳定运行和出水水质，同时决定了膜的使用寿命，膜污染是影响膜分离技术工程经济性和实际应用的重要原因[8]，因此膜清洗工作是保证反渗透膜在寿命期内正常运行的关键。
一、反渗透膜污染及形成原因膜在使用的过程中无论日常造作如何严格,经过长期的运行以后，膜表面会产生污染和堵塞现象[7]，导致通量的递减，组件进出口压差升高，尤其是对于废水、污水处理过程中的膜，污堵现象经常发生，探讨膜的污染及其清洗刻不容缓。
（一）膜污染的定义膜污染是指在膜过滤过程中污水中的微粒、胶体粒子或溶质分子与膜发生物理、化学作用，或因为浓差极化使某些溶质在膜表面超过其溶解度及机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积，造成膜孔径变小或堵塞, 使膜产生透过流量与分离特性发生变化的现象[8]。
（二）膜污染产生的原因在反渗透膜系统运行的过程中，其污染的原因主要包括以下几方面：1、浓差极化反渗透系统中膜的选择透过性使得溶液中的水分子从高压侧穿过膜,但是溶液中的溶质分子还是保留在原溶液中，从而导致了膜的表面上和膜的进口处产生了浓度差，浓度差值很高时会有一个梯度，称之为浓差极化[9]。
反渗透膜的污染与清洗
贫乏， 很多电厂不得不取用含盐量高的原水。由于进 法， 不同的膜污染物表现出不同的特征， Ｉ 如表 所示。 水总含盐量增加， 致使离子交换树脂发生污染或降解。 使除盐设备出力降低３％ 一０ 降低了 ０ ５％， 交换容量， 总 ３ 反渗透膜的清洗原则 的酸、 碱耗量增加， 水处理费用随之升高。 目 前采用反渗透 一 化学除盐联合处理系统越来越 膜清洗包括物理清洗和化学清洗， 由于是在清洗 多， 反渗透是一种借助于选择透过性膜的功能、 以压差 结构复杂的设备内部， 物理清洗作用力有时不能均匀 为动力的膜分离技术。当系统所加压力大于溶液的渗 到达所有部位， 所以通常应用较多的是化学清洗。化 透压时， 水分子透过膜， 经过产水流道进人中心管， 学清洗是污染物与清洗剂之间的一种多相反应， 在 是膜 一端流出。进人水中的杂质被截留在膜的进水侧， 污染的一个逆过程。 从 浓水出水端流出。在应用上， 尽管对原水进行了适当 Ｉ根据反渗透系统水质分析报表、 ． 运行操作记录 的预处理， 但水中的杂质仍会聚集在膜的表面使膜污 和当前反渗透装置的运行状况， 分析进料水、 盐水和产 染， 导致膜的分离率或透水速度下降， 或兼而有之。 品 无机成分、 水的 总有机碳（Ｏ ）浊度、 ＴＣ 、 ｐ ＴＳ Ｈ值、Ｄ， 膜污染是膜使用中必然产生的现象， 而膜本身价 总悬浮固体（Ｓ） Ｉ ＴＳ ， 和温度（ Ｓ Ｄ 其中ＳＩ Ｓ 和浊度 Ｄ， ＴＳ 格昂贵， 不可能频繁更换。只有通过分析膜污染原因， 的测定能提供微粒物质污染的依据，Ｏ Ｔ Ｃ的测定可预 及时清洗， 才能实现反渗透系统的长期稳定运行， 从而 示有机物的污染倾向） 。结合 ＳＩ Ｄ 过滤器滤垫浸渍分 达到经济生产的目的。 析， 确定具体的复合污染物种类和程度， 选择适宜的化
反渗透膜的污染评价及其化学清洗
2020 年第 38 卷增刊
365
反渗透膜的污染评价及其化学清洗
路聪聪1 李永波2
(1. 中冶建筑研究总院有限公司,北京 100088; 2. 北京市市政工程设计研究总院有限公司,北京 100082)
摘 要 :反 渗 透 膜 的 污 染 是 反 渗 透 系 统 应 用 中 最 大 的 问 题 之 一 ,及 时 化 学 清 洗 可 有 效 地 恢 复 反 渗 透 膜 的 性 能 、延 长 其 使 用寿命。 对反渗透膜的污染及其化学清洗方法进行了综述,主要内容包括反渗透膜污染物的种类,污染物形成的原 因 ,以 及 清 洗 时 机 的 选 取 ,清 洗 药 品 的 选 择 ,影 响 清 洗 效 果 的 主 要 因 素 、清 洗 系 统 的 构 成 ,化 学 清 洗 的 方 法 和 清 洗 效 果 的评价指标。 关键词:反渗透;污染;化学清洗
反渗透膜分离技术作为一门新型的高效分离、浓 缩、提纯及净化技术,近 30 年来发展迅速,目前已广 泛应用于纯水制备、海水淡化和废水处理等行业。 反 渗透膜是反渗透系统中的关键元件。 目前国内约有 几十万膜元件用户,且每年以增加 20% ~ 30% 的速度 增加。 反渗透系统对给水水质要求较高,通常要求 SDI( Silt Density index) < 3. 0 ~ 5. 0, 因 此 反 渗 透 系 统 之前通常配有较为完善的预处理系统[1] 。 在实际应 用中,膜元件都会 发 生 不 同 程 度 的 污 染, 导 致 系 统 进 出口压差增大,产水量减少,脱盐率下降,进而影响反 渗透系统的正常运行,因此,必须设置反渗透清洗系 统对其进行有效清洗,最大限度地恢复已经污染的膜 元件的性能,使膜更有效地持久运行。 如何对反渗透 膜运行中产生的污染进行分析和有效清洗,受到越来 越广泛的重视。
探究中水回用时应用反渗透膜时产生的污染及化学清洗
探究中水回用时应用反渗透膜时产生的污染及化学清洗摘要：受到我国环境保护及可持续发展生态理念深入推广的影响，我国从本身水资源短缺的实际的情况出发，逐步推广中水的应用，并且在这一过程中，反渗透膜技术成为了常用的水处理技术之一。
但是不可忽视的一点就是在实际使用过程中，由于受到预处理工艺无法有效运行的影响，导致在膜系统进水中出现了有机物、微生物等物质，并进而带来反渗透膜的污染问题。
在这种情况下，就需要开展相应的化学清洗方式，以此来保障反渗透膜的使用寿命。
本文就反渗透膜的污染类型及化学清洗方式进行了相应的分析，以便为今后的反渗透膜清洗提供相应参考。
关键词：中水回用；反渗透膜；污染类型；清洗措施1、中水回用中反渗透膜应用的污染类型1.1有机物污染在处理膜系统进水内部的有机物质，超滤膜最多只可以将有机物质中的大分子团有机物质及部分直径超过超滤膜孔洞直径的非溶解性有机物质做出相应的截留。
如若在水中有机物质浓度较高的情况下，就会极大的提高有机物堵塞超滤膜孔洞问题的发生几率。
而那些具有溶解性的有机物质则会在穿过超滤膜之后，进入到发渗透膜内部，就会对反渗透膜造成相应的影响，具体的影响就是因为有机物质在反渗透膜表面得以吸附，并在反渗透膜的表面形成所谓的薄膜层。
因为有薄膜层的存在，会使得反渗透膜的脱盐率及产水量大幅度下降。
膜系统进水中的有物质浓度主要和生化处理工作的效果有一定的关系，最主要的是和出水COD （化学需氧量）数值有关，具体而言，生化处理系统的出水COD数值和膜系统进水有机物质浓度之间呈现一种正比例关系。
为了确保反渗透膜系统的长时间稳定使用，出水COD数值必须要控制在10mg/L之下。
1.2微生物污染在反渗透膜系统中比较常见的污染问题之一就是微生物污染问题，反渗透膜各个组建内部的环境比较阴暗潮湿，反渗透膜内部的环境十分适合微生物的生长以及繁殖，在水中微生物含量较高的情况下，就会大大增加微生物污染发生的概率。
在原水的预处理中，在使用深度生化处理方式的情况下，就会带来出水中的生物活性水平相对较高，在这种情况下，如若反渗透进水系统中的杀生剂的数量投入不够，就会带来微生物的生长，最终导致膜压差的逐渐上升，从而影响到整个反渗透膜系统的安全稳定运行。
反渗透膜元件清洗方法
概述膜的污染与清洗在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染，这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物(如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质)、微生物 (藻类、霉菌、真菌)等污染。
污染性质和污染速度取决于各种因素，如给水水质和系统回收率。
通常污染是渐进发展的，如不尽早控制，污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。
当膜元件确证已被污染，或是在长期停机之前，或是作为定期日常维护，建议对膜元件进行清洗。
当反渗透系统(或装置)出现以下症状时，需要进行化学清洗或物理冲洗：（1）在正常给水压力下，产水量较正常值下降10～15%;（2）为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加10～15%;（3）产水水质降低10～15%，透盐率增加10～15%;（4）给水压力增加10～15%;（5）系统各段之间压差明显增加。
保持稳定的运行参数主要是指产水流量、产水背压、回收率、温度及TDS。
如果这些运行参数起伏不定，建议检查是否有污染发生，或者在关键运行参数有变化的前提下, 反渗透的实际运行是否正常。
定时监测系统整体性能是确认膜元件是否已发生污染的基本方法。
污染对膜元件的影响是渐进的，并且影响的程度取决于污染的性质。
表1“反渗透膜污染特征及处理方法”列出了常见的污染现象和相应处理方法。
已受污染的反渗透膜的清洗周期根据现场实际情况而定。
正常的清洗周期是每3-12个月一次。
当膜元件仅仅是发生了轻度污染时，重要的是清洗膜元件。
重度污染会因阻碍化学药剂深入渗透至污染层，影响清洗效果。
清洗何种污染物以及如何清洗要根据现场污染情况而进行。
对于几种污染同时存在的复杂情况，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗(应先低PH后高PH值清洗)。
表1 反渗透膜污染特征及处理方法污染种类可能发生之处压降给水压力盐透过率金属氧化物(Fe、Mn、Cu、Ni、Zn)一段，最前端膜元件迅速增加迅速增加迅速增加胶体(有机和无机混合物)一段，最前端膜元件逐渐增加逐渐增加轻度增加矿物垢(Ca、Mg、Ba、Sr)末段，最末端膜元件适度增加轻度增加一般增加聚合硅沉积物末段，最末端膜元件一般增加增加一般增加生物污染任何位置，通常前端膜元件明显增加明显增加一般增加有机物污染(难溶NOM)所有段逐渐增加增加降低阻垢剂污染二段最严重一般增加增加一般增加氧化损坏(Cl2 、Ozone 、KmnO4 )一段最严重一般增加降低增加水解损坏(超出pH范围)所有段一般降低降低增加磨蚀损坏(碳粉) 一段最严重一般降低降低增加O型圈渗漏(内连接管或适配器) 无规则，通常在给水适配器处一般降低一般降低增加胶圈渗漏(产水背压造成)一段最严重一般降低一般降低增加胶圈渗漏(清洗或冲洗时关闭产水阀造成) 最末端元件增加(污染初期和压差升高)增加污染情况分析碳酸钙垢：碳酸钙垢是一种矿物结垢。
探究反渗透系统的污染与清洗维护
探究反渗透系统的污染与清洗维护随着反渗透(RO)技术在国内的快速发展，它已经成为水处理工程普遍采用的主要技术手段，广泛地应用在电力、冶金、医药生产、电子工业高纯水、饮料用水、化工生产等工业领域。
在反渗透系统的运行过程中，由于各地水源差异、预处理设计的不完善、药剂使用和操作维护的不规范等原因，会造成反渗透系统不同性质的污染。
本文着重阐述各种反渗透膜污染的成因，并结合工程实例介绍无机盐结垢、有机胶体和微生物混合污染的清洗方案。
1、反渗透膜污染的成因与特征反渗透系统要求有一套完善的预处理系统，以确保反渗透膜供应商要求的进水水质条件，其中包括：原水消毒、多介质过滤、活性炭过滤、加阻垢剂(或加酸降低PH值)、加还原剂、保安过滤等。
对于不同水质(如地表水、地下水、自来水等)，考虑其经济技术成本，预处理配置有所取舍，以脱除悬浮物、有机物、微生物、活性氧化物、铁、锰等，但是反渗透膜污染的趋势仍然在所难免，预处理只是将其降低至可控制的范围内。
1.1无机盐结垢当难溶盐在反渗透系统内不断被浓缩并超过其溶度积时，这些难溶盐会在膜表面不断析出沉淀而结垢，当以苦咸水为水源时，CaCO3、CaSO4、MgSO4、SiO2是主要的无机盐结垢成分，在一些特殊地区还会有BaSO4、SrSO4。
在实际工程应用中，一般采用阻垢剂和加酸相结合的方法来控制无机盐结垢的趋势。
1.2胶体污染胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的微小颗粒，它不会由于自身重力而沉淀，胶体主要成分有铁、铝、硅、硫或有机物。
正常原水中的胶体可以通过混凝、絮凝反应形成大颗粒物，并通过多介质过滤器过滤去除，保证反渗透进水污染指数(SDI)小于5。
但是如果原水水质特殊，常规工艺无法保证SDI 达到反渗透膜的要求，就会在膜表面形成胶体污染。
1.3有机物污染原水中有机物种类繁多，其成分也非常复杂，反渗透系统所形成的有机物污染通常是指溶解性天然有机物污染，主要成分是腐植酸，有机物被吸附在反渗透膜表面形成有机物薄膜层，由于有机物带电荷的作用，能牢固的贴在膜的表面，能很快导致反渗透膜性能严重衰退。
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元件的污染类型相同， 各项参数差异不大， 使其在清 洗上有可行性和可比性． 1.2 膜元件的清洗药剂 反渗透膜元件的污染成分是十分复杂的， 通常是 有机物、 无机物、 微生物污染同时存在． 本实验的膜 元件也不是单一的铁污染， 同时还有有机物和微生物 污染． 首先采用酸性清洗， 去除无机污染物， 然后再 [3] 采用碱性清洗， 去除有机污染物 ． 《陶氏膜产品及 技术手册》中采用氢氧化钠溶液去除生物和有机物 污染， 像铁这样的特定污染物的清洗采用亚硫酸氢钠 或柠檬酸， 盐酸作为去除金属氧化物的常用药剂用来 与特定铁污染清洗药剂进行对比． 笔者通过三组药 剂(见表 1)分别清洗三支膜元件， 每组药剂中的酸碱 交替使用．
198
天津城市建设学院学报 2009 年 第 15 卷 第 3 期
表 3 药剂对有机物的去除量 mg/L
第三组 氢氧化钠 134 盐酸 12 氢氧化钠 31
测试指标 TOC
第一组 亚硫酸氢钠 27 氢氧化钠 147 柠檬酸 400
第二组
络合物， 而柠檬酸可以很好地去除铁盐污染， 从而破 坏了络合物的形成， 对有机物的去除更好． 2.3 膜元件性能参数分析 反渗透膜元件的三大指标， 能够直接反映膜元件 性能的优劣． 表4 为膜元件清洗前后各项参数指标． 通 过表 4 可以看出， 第一组(亚硫酸氢钠+氢氧化钠)在 产水量、 脱盐 率、 膜压降这三项指标中均好于其他组， 对膜元件的清洗效果较好． 对于以铁污染为主的无机 污染和有机物污染的反渗透膜元件， 用亚硫酸氢钠+
Abstract：This paper firstly compares with the removing effects of various cleaning agents on iron and other relevant
盐也有一定的去除效果．
图 2 不同酸处理后氢氧化钠对各离子去除量
图 1 各种酸对无机盐离子去除量
2.2 有机物去除效果分析 由于反渗透系统的前处理不能 100%的去除水中 的有机物， 所以在反渗透系统的运行过程中， 膜元件 始终伴随 有机物污染． 有机物不 仅 是微生物的 营养 物， 而且其含量高时， 还可溶解膜 材料 ， 使膜性能 劣 [5] 化 ． 因此， 去除有机物的同时， 也就切断了微生物的 营养源． 表 3 为药剂对有机物的去除量. 由表 3 数据明 显看出， 柠檬酸可去除有机物 400,mg/L， 其对有机物 去除效果远远高于亚硫酸氢钠和盐酸， 甚至强于氢氧 化钠． 氢氧化钠在亚硫酸氢钠和柠檬酸 处理 后对有 机物去除量较高， 分别为 147,134,mg/L， 而盐酸和氢 氧化钠对有机物去除效果不明显． 总体上看， 在铁污 染下， 柠檬酸对于有机物的去除要好于氢氧化钠． 在 传统的化学清洗中， 氢氧化钠是首选的有机物清洗药 剂， 但在铁污染和有机物共存的污染物中， 起的作用 很不明显， 反而平时用于清洗无机盐垢的柠檬酸对有 机物去除效果 更好 ． 其原 因 可能是铁与有机物形成
Mg2+ ， Ca2+ ， SO42 的存在 容 易形成 难 溶盐， 在膜表 面 2+ 结垢， 使膜性能下降． 井水中的 Fe 与大气接触后氧 3+ 易形成 Fe(OH)3． 化为 Fe ， 图 1 为各种酸对无机盐离子的去除量. 表 2 为 三组清洗药剂分别清洗三支膜元件后其成分的变 化． 由表 2 中的数据和图 1 可以看出， 亚硫酸氢钠对
mg/L
第三组 氢氧化钠 洗前 140.0 0.3 4.9 0.6 3.7 12.3 去除量 52.0 3.2 11.0 18.0 1.1 10.0 洗前 8.6 11.2 10.9 0.3 163.0 1.7 盐酸 去除量 66 45 475 70 847 3 氢氧化钠 洗前 130.0 0.3 4.9 0.7 3.4 14.4 去除量 2.0 2.3 2.1 6.0 103.0 28.0 第二组
（编辑：胡玉敏）
Study of Removing Iron Pollutants on RO Membrane Elements
ZHU Jian-ping，JING Da-wei
( Membrane Technology Research Center， TIUC， Tianjin 300384， China )
摘要：通过分析反渗透膜清洗药剂在清洗前后成分的变化， 比较了清洗药剂对铁及相关污染物的
去除效果． 通过反渗透膜元件清洗前后产水量、 脱盐率、 膜压降的变化， 确定了针对铁污染膜元件 的最佳清洗药剂．
关 键 词：反渗透技术；清洗药剂；铁污染；有机物 文章编号：1006-6853(2009)03-0196-03 中图分类号：X703.3 文献标识码：A
参考文献：
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表 2 药剂对离子的去除量
离子 名称 Na+ Mg2+ Ca2+ 总 Fe ClSO42-
分别为 679 mg/L 和 321 Ca2+和总Fe 的去除效果最好， － + 2+ mg/L ； 对于 Na ， Mg 的去除效果 则 一般 ； 对 Cl ， － SO42 的去除效果较差． 柠檬酸对无机盐垢中的 Ca2+ 和总 Fe 的去除效果最 好 ， 分别为 550.mg/L 和 212. － mg/L ； 对于 Mg2+ 的去除效果 则 一般 ； 对 Na+ ， Cl ， SO42 的去除效果较差． 盐酸对于 Ca2+ ， Cl 的去除效 果最 好 ， 分别为 475.mg/L 和 847.mg/L ； 对于 Na+ ， 总 Fe 去除效果一般 ； 对 SO42 的去除效果较 Mg2+ ， 差． 通过分析得出， 亚硫酸氢钠对无机盐的去除效果 最好， 柠檬酸次之， 盐酸较差．
天津城市建设学院学报 朱建平等：反渗透膜元件的铁污染清洗研究
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2 数据分析
2.1 无机盐去除效果分析 一般井水中含有的无机离子主要有六种： 阳离子 + 2+ 2+ 32有 Na ， Mg ， Ca ； 阴离子有 HCO ， Cl ， SO4 ． 其中
第一组 亚硫酸氢钠 洗前 133.0 6.8 19.5 0.2 5.9 64.2 去除量 41 30 679 321 19 21 氢氧化钠 洗前 131.0 0.2 4.9 0.3 2.7 10.3 去除量 20 19 27 8 11 19 洗前 13.4 8.7 16.5 0.3 8.2 16.2 柠檬酸 去除量 4.0 21.0 550.0 212.0 2.6 1.2
(1)亚硫酸氢钠对总铁和钙盐的去除效果要好于 柠檬酸和盐酸， 而对其他离子的去除效果一般． (2)当膜元件存在以铁污染为主的无机污染和有 机物污染时， 柠檬酸对有机物的去除效果要明显好于 氢氧化钠． 其原因可能是铁与有机物形成络合物， 而 柠檬酸可以很好地去除铁盐污染， 从而破坏了络合物 的形成， 有利于对有机物的去除． (3)清洗以铁污染为主的无机污染和有机物污染 的反渗透膜元件， 从产水量、 脱盐 率、 膜压降三项参数 分析并结合仪器对清洗药液中成分的分析， 可以得 出： 用亚硫酸氢钠+氢氧化钠的化学清洗方法最好．
Hale Waihona Puke 表 1 实验所用清洗药剂和清洗条件
组别 第一组 第二组 第三组 药剂名称 亚硫酸氢钠 氢氧化钠 柠檬酸 氢氧化钠 盐酸 氢氧化钠 pH 5.5 11.5 3~4 11.5 2.5 11.5
1 试验与测试
1.1 被清洗的膜元件性能 被清洗的三支反渗透膜元件来自同一系统， 污染 物的种类相同， 通过清洗前的测试指标， 可以看出各 支膜元件性能参数的差异不超过 15% ． 由于三支膜
Journal of Tianjin Institute of Urban Construction
天津城市建设学院学报 第 15 卷 第 3 期 2009 年 9 月
Vol.15 No.3 Sep. 2009
环境与市政
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反渗透膜元件的铁污染清洗研究
朱建平，靖大为
(天津城市建设学院 膜技术研究中心，天津 300384)
收稿日期：2009-03-18；修订日期：2009-04-27 作者简介：朱建平（1982—） ，男，天津人，天津城市建设学院硕士生.
1.3 检测方法 通过对不同清洗液在清洗前后成分的变化， 得出 清洗药剂对特定污染物的去除量， 进而分析各种清洗 药剂对污染物中无机盐和有机物的去除效果． 总 Fe [4] + 含量的测定， 采用邻菲 啰 啉法测定 ．Na ， Mg2+ ， Cl ， SO42 等离子浓度的测定采用美国 Dionex Ca2+ ， 公司的 ICS－1500 型离子色谱仪． 有机物 TOC 指标 的测定采用日本岛津公司的 TOC－VCPH 分析仪．
氢氧化钠的化学清洗方法最好． 2.4 清洗后膜元件用途分析 由于本试验使用的膜元件污染较重， 加上膜自身 的衰减(年衰减率 10%)， 通过清洗后， 膜元件产水量 和脱盐率虽然都有所恢复， 但脱盐率比一般的反渗透 膜(99%)要低， 因此对于水质要求高的用户其仍然无 法 达 到使用标 准 ． 但脱 盐 率 不高的膜元件作为反渗 透系统的前处理， 可减轻后面反渗透系统的污染， 同 时，其还可以用于水质要求不是很高的系统．