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第一章 纳滤膜的污染及清洗方法

本文介绍了影响复合膜性能的常见污染物及其清洗方法，本文合用于4英寸、6英寸、8英寸及8.5英寸直径的纳滤膜组件。
注 1：在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触，假如发生这种接触，将会导致膜元件性能下降，并且再也无法恢复其性能，在管路或设备杀菌之后，应保证送往纳滤膜元件的给水中无游离氯存在。在无法拟定是否有游离氯时，应通过化验来确证。应使用亚硫酸氢钠溶液来中和残余氯，并保证足够的接触时间以保证反映完全。
注 2：在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂，由于假如使用也许会导致膜元件的不可逆转的污染。

l 纳滤膜元件的污染物
在正常运营一段时间后，纳滤膜元件会受到在给水中也许存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。
污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，假如不在初期采用措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。
定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能导致不同限度的损害。表1列出了常见污染物对膜性能的影响。

l 污染物的去除
污染物的去除可通过化学清洗和物理清洗来实现，有时亦可通过改变运营条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。
1． 在正常压力下如产品水流量较正常值减少10-15%。
2． 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增长了10-15%。
3． 产品水质减少10-15%，盐透过率增长10-15%。
4． 使用压力增长10-15%。
5． 纳滤各段间的压差增长明显（也许没有仪表来检测这一迹象）。

常见污染物及其去除方法：
l 碳酸钙垢
在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现故障而导致给水PH值升高，那么碳酸钙就有也许沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长后的晶体对膜表面产生损伤，如初期发现碳酸钙垢，可以用减少给水 PH至3.0-5.0之间运营1-2小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或彻夜浸泡。
注：应保证任何清洗液的PH不要低于2.0，否则也许会对纳滤膜元件导致损害，特别是在温度较高时更应注意，最高的PH不应高于11.0。可使用氨水来提高PH，使用硫酸或盐酸来减少PH值。

l 硫酸钙垢
清洗液2(参见表2)是将硫酸钙垢从纳滤膜表面去除掉的最佳方法。

l 金属氧化物垢
可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物(例如氢氧化铁)。

l 硅垢
对于不是与金属氧化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法才干将他们去除，有关的具体方法请与我们联系。

l 有机沉积物
有机沉积物(例如微生物粘泥或霉斑)可以使用清洗液3去除，为了防止再繁殖，可使用经我们认可的杀菌溶液在系统中循环、浸泡，一般需较长时间浸泡才干有效，如纳滤装置停用超过三天时，最佳采用适宜的杀菌剂进行消毒解决。

l 清洗液
清洗纳滤膜元件时建议采用表2所列的清洗液。拟定清洗液前对污染物进行化学分析是十分重要的。对分析结果的具体分析比较，可保证选择最佳的清洗剂及清洗方法。应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条件下，找出最佳的清洗方法提供依据。
对于无机污染物建议使用清洗液1。对于硫酸钙及有机物建议使用清洗液2。对于严重有机物污染建议使用清洗液3。所有清洗液可以在最高温度为华氏104度(摄氏40℃)下清洗60分钟，所需用品量以每100加仑(379升)中加入量计，配制清洗液时按比例加入药品及清洗用水，应采用不合游离氯的纳滤产品水来配制溶液并混合均匀。

纳滤膜元件的化学清洗与水冲洗
清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环，此时膜元件仍装在压力容器内，并且需要用专门的清洗装置来完毕该工作。
清洗纳滤膜元件的一般环节：
1． 用泵将干净、无游离氯的纳滤产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。
2． 用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。
3． 将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。对于8英寸或8.5英寸压力容器时，流速为35到40加仑／分钟(133到151升／分钟)，对于6英寸压力容器流速为15到20加仑／分钟(57到76升／分钟)，对于4英寸压力容器流速为9到10加仑／分钟(34到38升／分钟)。
4． 清洗完毕以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。
5． 用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。
6． 在冲洗纳滤系统后，在产品水排放阀打开状态下运营纳滤系统，直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂(通常需15到30分钟)。

表1 纳滤膜污染特性及解决方法
污染物
一般特性
解决方法
1． 钙类沉积物
(碳酸钙及磷酸钙类，一般发生于系统第二段)
脱盐率明显下降
系统压降增长
系统产水量稍降
用溶液1清洗系统
2． 氧化物
(铁、镍、、铜等)
脱盐率明显下降
系统压降明显升高
系统产水量明显减少
用溶液1清洗系统
3． 各种胶体
(铁、有机物及硅胶体)
脱盐率稍有减少
系统压降逐渐上升
系统产水量逐渐减少
用溶液2清洗系统
4． 硫酸钙
(一般发生于系统第二段)
脱盐率明显下降
系统压降稍有或适度增长
系统产水量稍有减少
用溶液2清洗系统
5． 有机物沉积
脱盐率也许下降
系统压降逐渐升高
系统产水量逐渐减少
用溶液2清洗系统
污染严重时用溶液3清洗
6． 细菌污染
脱盐率也许减少
系统压降明显增长
系统产水量明显减少
依据也许的污染种类
选择三种溶液中的一种
清洗系统
说明：必须确认污染因素，并消除污染源，如需帮助请与我们联系。

表2 建议使用的常见清洗液
清洗液
成 分
配制100加仑（379升）
溶液时加入量
PH调节
1
柠檬酸
纳滤产品水（无游离氯）
17.0磅（7.7公斤）
100加仑（379升）
用氨水调节PH至3.0
2
三聚磷酸钠
EDTA四钠盐
纳滤产品水（无游离氯）
17.0磅（7.7公斤）
7磅（3.18公斤）
100加仑（379升）
用硫酸调节PH至10.0
3
三聚磷酸钠
十二烷基苯磺酸钠
纳滤产品水（无游离氯）
17.0磅（7.7公斤）
2.13磅（0.97公斤）
100加仑（379升）
用硫酸调节PH至10.0

膜元件用杀菌剂及保护液
本文提供了有关杀菌剂的一般信息，文中所说杀菌剂可用于膜元件的杀菌或储存保护。在对膜元件储存或消毒杀菌以前，应一方面确认系统中膜元件的类型，由于膜元件有也许是醋酸膜也也许是复合膜。下文所列的一些方法，特别是使用游离氯的方法，只能使用于醋酸膜，如用于复合膜元件则会损坏这些元件。假如不能确认系统中所使用的膜元件的类型时，请与我们联系。
假如给水中具有任何硫化氢或溶解性铁离子或锰离子，则不应使用氧化性杀菌剂(氯气及过氧化氢)，有关杀菌的其他方法请与我们联系。
l 醋酸纤维膜用杀菌剂
游离氯
游离氯的使用浓度为0.1-1.0ppm，可以连续加入，也可以间断加入，假如必要，对醋酸膜元件可以采用冲击氯化的方法。此时，可将膜元件与具有50ppm游离氯的水每两周接触1小时。假如给水中具有腐蚀产物，则游离氯会引起膜的降解。所以在腐蚀存在的场合，我们建议使用浓度最高为10ppm的氯胺来代替游离氯。
甲醛
可使用浓度为0.1到1.0％的甲醛溶液作为系统杀菌及长期保护之用。

异噻唑啉
异噻唑啉由水解决药品制造商来供应，其商标名为Kathon，市售溶液含1.5％的活性成份，Kathon用于杀菌和存贮时的建议浓度为15到25ppm。

l 聚酰胺复合膜及聚烯烃膜用杀菌剂
甲醛
浓度为0.1到1.0％的甲醛溶液可用于系统杀茵及长期停用保护，至少应在膜元件使用24小时后才可与甲醛接触。
异噻唑啉
异噻唑啉由水解决药品制造商来供应，其商标名为Kathon，市售溶液合1.5％的活性成份，Kathon用于杀菌和存贮时的建议浓度为15到25ppm。

膜元件用杀菌剂及保护液
亚硫酸氢钠
亚硫酸氢钠可用作微生物生长的克制剂，在使用亚硫酸氢钠控制生物生长时，可以500ppm的剂量天天加入30-60分钟，在用于膜元件长期停运保护时，可用1％的亚硫酸氢钠作为其保护液。

过氧化氢
可使用过氧化氢或过氧化氢与乙酸的混合液作为杀菌剂，必须特别注意的是在给水中不应具有过渡金属(Fe，Mn)，由于假如具有过渡金属时会使膜表面氧化从而导致膜元件的降解，在杀菌液中的过氧化氢浓度不应超过0.2％，不应将过氧化氢用作膜元件长期停运时的保护液。在使用过氧化氢的场合其水温度不超过25℃。
复合膜元件的一般保存方法
注意：在对膜元件进行长期或短期停运保存前，请与我们联系以获取有针对性的建议。

l 合用范围
本文介绍的方法合用于以下情况：
1． 安装在压力容器中的纳滤膜元件的短期保存；
2． 安装在压力容器中的纳滤膜元件的长期保存；
3． 作为备件的纳滤膜的干保存及纳滤系统启动前的膜保存。
注意：
芳香族聚酰胺纳滤复合膜元件在任何情况下都不应与具有残余氯的水接触，否则将给膜元件导致无法修复的损伤。在对纳滤设备及管路进行杀菌、化学清洗或封入保护液时应绝对保证用来配制药液的水中不合任何残余氯。假如无法拟定是否有残余氯存在，则应进行化学测试加以确认。在有残余氯存在时，应使用亚硫酸氢钠中和残余氯。此时要保持足够的接触时间以保证中和完全。

l 短期保存
短期保存方法合用于那些停止运营5天以上30天以下的纳滤系统。此时纳滤膜元件仍安装在纳滤系统的压力容器内。保存操作的具体环节如下：
1.用给水冲洗纳滤系统，同时注意将气体从系统中完全排除；
2.将压力容器及相关管路充满水后，关闭相关阀门，防止气体进人系统；
3.每隔5天按上述方法冲洗一次。

l 长期停用保护
长期停用保护方法合用于停止使用30天以上，膜元件仍安装在压力容器中的纳滤系统。保护操作的具体环节如下：
1． 清洗系统中的膜元件；
2． 用纳滤产出水配制杀菌液，并用杀菌液冲洗纳滤系统。杀菌剂的选用及杀菌液的配制方法可参见我们相应的技术文献或与我们联系以获取有关技术建议；
3． 用杀菌液充满纳滤系统后，关闭相关阀门使杀菌液保存于系统中，此时应确认系统完全充满；
4． 假如系统温度低于27℃，应每隔30天用新的杀菌液进行第二、第三步的操作；假如系统温度高于27℃，则应每隔15天更换一次保护液(杀菌液)。
5． 在纳滤系统重新投入使用前，用低压给水冲洗系统一小时，然后再用高压给水冲洗系统5-10分钟，无论低压冲洗还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应所有打开。在恢复系统至正常操作前，应检查并确认产品水中不具有任何杀菌剂。