反渗透膜清洗方法和材料

发布时间：2021-03-31 00:17

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如何处理无机污垢

一种通常用于去除污垢膜的无机物质的清洁溶液被设计为使用低pH值或螯合反应作为其主要机理,这些清洁策略的说明如下:

低pH值,由于许多无机污垢化合物更易溶于酸性溶液，因此低pH值的清洁溶液可能会有利于去除它们。尽管结垢物可能不会完全溶解，但固体沉淀物可能会部分溶解到一定程度，可以将其从膜元件进料空间冲洗掉。

盐酸（HCI）最常用于降低清洁溶液的pH值。应避免使用硫酸（H 2 SO 4），因为增加的硫酸盐浓度可能导致形成不溶性硫酸盐沉积物。在二氧化硅聚合反应结垢的情况下，可以使用氢氟酸（HF）。但是请注意，HF非常危险，必须非常小心使用。

每种膜类型都有pH值限制，这些限制会根据清洁溶液的温度而变化。敦促用户检查膜制造商的有关pH限值的规格。

螯合剂,这些化学物质在其分子结构中具有多个离子位点,它们的负位点充当带电的“爪”，与无机污垢物质中的正离子结合。螯合剂实际上从不需要的化合物的固体结构中拉出正离子，因此有助于将其分解成可以洗掉的形式。

两种常见的螯合剂是柠檬酸和乙二胺四乙酸（EDTA）,柠檬酸用于除铁，EDTA可以去除钙，钡和锶的盐。螯合剂通常在中性至高pH值下使用，以确保螯合分子上的负位保持离子化，直到发生螯合为止。

时间：由于无机污垢的去除通常涉及化合物的固体结构的至少部分分解，因此必须给清洁溶液足够的时间来工作。简而言之，这意味着该过程不能仓促进行, 清洁严重结垢的系统可能需要几天的时间。

温度：如果升高清洗液的温度，则除去无机污垢材料所涉及的化学反应将更快地发生。但是，请确保未超出膜制造商的限制。这需要密切注意，尤其是在使用低pH溶液的情况下。在pH范围的末端，温度极限通常要低得多。

有机污垢和生物有机体需要结合使用的方法高污垢和清洁剂的结合可以成功地去除有机污垢材料：

高pH值：许多天然存在的有机化合物含有羧酸基团。在低至中性的pH值下，这些基团包含氢离子，这意味着分子上没有净电荷。但是，在高pH值下，氢离子会解离并留下负的净电荷。这些电荷的存在使有机分子更喜欢水（亲水）。

对于反渗透（RO）膜，高pH值的清洁溶液会改变膜本身。膜分子上的酸性基团在高pH下会解离，从而形成更亲水的膜。根据污垢物质的化学性质，这可能有助于膜清洁。

应使用氢氧化钠（NaOH）来调节清洁溶液的pH。如果可能的话，应使用RO渗透水或去离子水进行高pH值清洁。自来水可能具有足够的钙（CA 2）和碳酸氢盐（HCO -3）存在，以在pH升高时引起碳酸钙（CaCO 3）沉淀。

洗涤剂：就像在家用洗衣店中一样，清洁剂可以帮助清洁膜。洗涤剂分子的一端非常亲水，而另一端则具有憎水性（疏水性）（见图）。这意味着去污剂将充当中间剂，并允许水分子溶解通常不会与它们发生相互作用的有机物。

许多通用洗涤剂可用于清洁膜，但是，应注意避免使用可能含有氧化剂（例如漂白剂）的洗衣配方。这些可能会损害薄膜复合材料（聚酰胺）反渗透膜。而且，清洁溶液中洗涤剂的浓度过高可能只会加剧现有的结垢问题。0.1至5.0重量％的浓度是足够的。

消毒剂：在某些情况下，可以像有机污垢一样，用高pH值的洗涤剂溶液去除生物。当然，生物是由有机化合物组成的。但是，由于许多生物体具有防御机制，因此在将它们从膜处理系统中移除时可能需要一些额外的帮助。

消毒剂用于杀死生物并帮助分解膜上的生物质，并为膜组件中的间隔物供料。有许多专有产品可用于此目的。在某些情况下，也可以使用过氧化氢或次氯酸钠的弱溶液。但是，由于这些氧化剂是强氧化剂并且会损害某些膜（例如聚酰胺），因此应提请注意。始终与膜的制造商联系，以确定可接受的消毒剂以及在什么条件下可以使用它们。

消毒剂通常与清洗液分开使用。例如，可以首先使用高pH值的洗涤剂溶液，接下来，可以施加消毒剂来杀死微生物。最后，另一种高pH值的去污剂处理将洗掉死掉的生物质。

流动：高pH值的溶液可用于去除许多不溶于特定清洁溶液的污垢物质（例如，胶体无机物，生物质）。因此，在使用高pH值的清洁溶液时，流量是一个重要的考虑因素。必须有足够的流量来冲洗膜表面和元件进料空间中的污垢。应始终注意不要超过滤芯制造商规定的压降极限。

温度：与低pH值清洁剂一样，升高温度可加快高pH值清洁过程。根据所用溶液的pH值，请始终遵守膜制造商的温度限制。

必须注意的是，即使已经单独考虑了结垢的类型，现实生活中的情况也不一定会以这种方式发生。实际上，大多数问题是由污垢（例如淤泥或粘土）与有机材料结合在一起而造成的，这些污垢在膜上或在元件的进料隔片上结合在一起。同样，无机盐可能会沉淀在膜表面并被一层微生物覆盖。换句话说，结垢问题通常并不简单，因此在选择清洁策略时必须牢记这一点，这一点很重要。

通常的做法是结合使用高pH值溶液和低pH值溶液。首先，可以将低pH溶液加入系统中，以去除可能在低pH值下溶解的无机垢或胶体物质。然后冲洗系统以除去残留的任何溶液。最后，高pH值溶液会清除所有残留的不溶性无机胶体材料，有机材料或生物。高pH值步骤可通过添加消毒剂来增强。在结垢严重的情况下，这种低pH /高pH清洗过程可能必须重复几次。

当从一种类型的清洁溶液过渡到另一种类型的清洁溶液时，重要的是用RO渗透液彻底冲洗膜处理系统。如果漂洗不完全，当暴露于高pH值时，在低pH值步骤溶解的矿物质会重新沉淀，反之亦然。

许多膜处理系统操作员在找不到能解决其清洁问题的“魔弹”时感到失望。不幸的是，通常只能通过反复试验才能找到最佳的清洁解决方案。从积极的方面来说，如果对发生的各种污垢以及可以用来抵消它们的解决方案类型有基本的了解，则可以最大程度地减少试验和错误。

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