CN112337313B - 一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法 - Google Patents

一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法 Download PDF

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    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/022—Membrane sterilisation

Abstract

本发明涉及工业反渗透膜元件技术领域，公开了一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，包括六大步骤：（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗；（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗；（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗；（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗；（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗；（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗。本发明针对受到铝铁盐、无机胶体和生物复合污染的反渗透膜元件，设计了特殊清洗方式，使得反渗透膜元件的清洗效果恢复良好，清洗后系统性能衰减率低，延长了清洗周期及膜元件的使用寿命，节约清洗维护成本。

Description

一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法
技术领域
本发明涉及工业反渗透膜元件技术领域，具体涉及一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法。
背景技术
由于种种原因，反渗透膜分离技术在实际应用中，可避免的会产生膜污堵现象，且膜污染问题是影响该技术稳定性的决定因素，污堵也是造成某些系统运行成本居高不下的原因之一。控制反渗透膜污染一般集中在前预处理上，但是经验表明现有反渗透水处理只有预处理往往是不够的；无论预处理如何完善，日常操作如何严格，在长期运行中膜的表面上会逐渐有各种污染物的沉积而引起膜的污染，而反渗透（RO）技术在经济性上很大程度的受膜污染的影响；实际上，膜的可靠性是目前阻碍膜技术推广应用的关键之一，而污染问题又是影响其可靠性的决定性因素。膜的定期有效清洗是防治膜污染的主要措施之一。但是，对于被铝铁盐（PAC）、无机胶体和生物复合污染的反渗透（RO）膜系统，常规的清洗方法效果较差。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法。
其技术方案是：包括如下步骤：
（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.1-1h，然后浸泡0.1-1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺500-2000ppm水溶液；
（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗：采用强化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1-4h、第一次浸泡1-10h，再依次进行第二次循环1-4h、第二次浸泡1-10h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化碱性清洗液PH值保持在10-13、温度控制在20-40℃，清洗流量控制在流量4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述强化碱性清洗液是由无机强碱剂、表面活性剂和稳定剂配制而成的水溶液；所述无机强碱剂采用氢氧化钠，其质量浓度为0.1wt%-1wt%；所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其质量浓度为0.01wt%-0.5wt%；所述稳定剂质量浓度为0.5wt%-2wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠复配而成；
（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗：采用强化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.2-1h、第一次浸泡0.2-1h，再进行第二次循环0.2-1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化酸性清洗液PH值保持在1-4，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述强化酸性清洗液是由无机强酸和有机弱酸配制而成的水溶液；所述无机强酸的质量浓度为0.1wt%-1wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸复配而成；所述有机弱酸的质量浓度为1.5wt%-3wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水复配而成；
（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗：采用弱化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.1-1h、第一次浸泡0.1-1h，再进行第二次循环0.1-1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化酸性清洗液PH值保持在2-4，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述弱化酸性清洗液是由无机强酸和稳定剂配制而成的水溶液；所述无机强酸的质量浓度为0.1wt%-0.5wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸复配而成；所述稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.1wt%-1wt%；
（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗：采用弱化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1-4h、第一次浸泡1-10h，再依次进行第二次循环1-4h、第二次浸泡1-10h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化碱性清洗液PH值保持在10-12、温度控制在20-40℃，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述弱化碱性清洗液是由分散剂、络合剂和稳定剂配制而成的水溶液；所述分散剂的质量浓度为0.5wt%-2wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠复配而成；所述络合剂的质量浓度为0.5wt%-2wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠复配而成；所述稳定剂的质量浓度为0.1wt%-1.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠复配而成；
（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.1-1h，然后浸泡0.1-1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺500-2000ppm水溶液。
上述技术方案可以进一步优化为：
所述步骤（1）与步骤（6）采用相同方法，均为循环0.2-0.6h，浸泡0.2-0.6h，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.2-0.3Mpa，杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺800-1500ppm水溶液。
所述步骤（2）第一次循环1.5-2.5h，第一次浸泡1.5-2.5h，第二次循环1.5-2.5h，第二次浸泡1.5-2.5h，强化碱性清洗液PH值保持在11-12、温度控制在30-35℃，清洗流量控制在流量4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.15-0.32Mpa。
所述步骤（2）所述无机强碱剂氢氧化钠的质量浓度为0.1wt%-0.6wt%；所述表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.02wt%-0.1wt%；所述稳定剂质量浓度为0.8wt%-1.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
所述步骤（3）第一次循环0.5-1h、第一次浸泡0.2-0.5h，第二次循环0.2-0.5h，强化酸性清洗液PH值保持在2-3，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.22Mpa。
所述步骤（3）无机强酸的质量浓度为0.1wt%-0.5wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；所述有机弱酸的质量浓度为1.5wt%-2.5wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水按质量比25:1复配而成。
所述步骤（4）第一次循环0.2-0.5h，第一次浸泡0.2-0.5h，第二次循环0.2-0.5h，弱化酸性清洗液PH值保持在2-3，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.22Mpa。
所述步骤（4）无机强酸的质量浓度为0.1wt%-0.3wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；所述稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.2wt%-0.8wt%。
所述步骤（5）第一次循环1.5-2.5h，第一次浸泡1.5-2.5h，第二次循环1.5-2.5h，第二次浸泡1.5-2.5h，弱化碱性清洗液PH值保持在10-11、温度控制在25-30℃，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.15-0.32Mpa。
所述步骤（5）分散剂的质量浓度为0.8wt%-1.2wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比32:1复配而成；所述络合剂的质量浓度为0.8wt%-1.2wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠按质量比1:1.5复配而成；所述稳定剂的质量浓度为0.5wt%-1wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
本发明清洗方法的原理：强化碱性清洗液和的表面活性剂和特殊配置的稳定剂可以起到去除有机污染物和无机胶体的作用，又不会对反渗透（RO）膜脱盐层造成损伤；强化酸性清洗液中的无机强酸和有机弱酸附配，能够进一步去除铝盐和铁盐并使反渗透膜脱盐率恢复到碱洗前的水平；弱化碱性清洗液中的特殊配置的络合剂是优良的粘泥剥离剂，能够有效去除有机污染物并保持碱液的pH，而另外一种特殊配置的分散剂可以起到乳化和分散作用；弱化酸性清洗液中过量的无机强酸能有效和铝盐发生反应生成铝盐，和络合剂一起促进铝胶体的溶解和分散，有效去除二段反渗透的铝污染；杀菌步骤降低膜系统内的微生物活性，确保生物污染不会发生。彻底清洗后反渗透压差基本能够恢复到正常范围，而常规清洗很难对严重的铝铁盐（PAC）污染以及严重的微生物黏泥污染有很好的恢复效果。
与现有技术相比，本发明具有突出的技术效果：
本发明针对受到铝铁盐（PAC）、无机胶体和生物复合污染的反渗透膜元件，设计了特殊清洗方式，使得反渗透膜元件的清洗效果恢复到90%以上，清洗恢复效果较常规清洗提高1.5-3倍，清洗后系统性能衰减率降低45-50%，延长清洗周期4-6个月，延长了膜元件的使用寿命，节约清洗维护成本3万元/年。
附图说明
图1为本发明清洗方法与常规清洗方法的清洗后反渗透系统运行情况趋势对比图；
图2为实施例5阐述的化工厂中水回用工艺流程参考示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及图表对本发明进行详细描述。
实施例1
一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法。
其技术方案是：包括如下步骤：
（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.1h，然后浸泡0.1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在4m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺500ppm水溶液。
（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗：采用强化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1h、第一次浸泡1h，再依次进行第二次循环1h、第二次浸泡1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化碱性清洗液PH值保持在10、温度控制在20℃，清洗流量控制在流量4m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1Mpa；强化碱性清洗液是由无机强碱剂、表面活性剂和稳定剂配制而成的水溶液；无机强碱剂采用氢氧化钠，其质量浓度为0.1wt%；表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其质量浓度为0.01wt%；稳定剂质量浓度为0.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗：采用强化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.2h、第一次浸泡0.2h，再进行第二次循环0.2h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化酸性清洗液PH值保持在1，清洗流量控制在4m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1Mpa；强化酸性清洗液是由无机强酸和有机弱酸配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.1wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；有机弱酸的质量浓度为1.5wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水按质量比25:1复配而成。
（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗：采用弱化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.1h、第一次浸泡0.1h，再进行第二次循环0.1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化酸性清洗液PH值保持在2，清洗流量控制在4m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1Mpa；弱化酸性清洗液是由无机强酸和稳定剂配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.1wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.1wt%。
（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗：采用弱化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1h、第一次浸泡1h，再依次进行第二次循环1h、第二次浸泡1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化碱性清洗液PH值保持在10、温度控制在20℃，清洗流量控制在4m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1Mpa；弱化碱性清洗液是由分散剂、络合剂和稳定剂配制而成的水溶液；分散剂的质量浓度为0.5wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比32:1复配而成；络合剂的质量浓度为0.5wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠按质量比1:1.5复配而成；稳定剂的质量浓度为0.1wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.1h，然后浸泡0.1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在4m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺500ppm水溶液。
在步骤（2）至步骤（5）操作过程中，每隔10-20min测试一次清洗液PH值，当pH有0.5的范围波动时，酸洗投加一水柠檬酸进行调整，碱洗投加氢氧化钠进行调整，并根据情况增补清洗药剂。
实施例2
一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法。
其技术方案是：包括如下步骤：
（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.2h，然后浸泡0.2h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.2Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺800ppm水溶液。
（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗：采用强化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1.5h、第一次浸泡1.5h，再依次进行第二次循环1.5h、第二次浸泡1.5h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化碱性清洗液PH值保持在11、温度控制在30℃，清洗流量控制在流量6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.15Mpa；强化碱性清洗液是由无机强碱剂、表面活性剂和稳定剂配制而成的水溶液；无机强碱剂采用氢氧化钠，其质量浓度为0.6wt%；表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其质量浓度为0.02wt%；稳定剂质量浓度为0.8wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗：采用强化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.5h、第一次浸泡0.5h，再进行第二次循环0.5h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化酸性清洗液PH值保持在2，清洗流量控制在6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.22Mpa；强化酸性清洗液是由无机强酸和有机弱酸配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.5wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；有机弱酸的质量浓度为2wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水按质量比25:1复配而成。
（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗：采用弱化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.2h、第一次浸泡0.2h，再进行第二次循环0.2h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化酸性清洗液PH值保持在3，清洗流量控制在6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.22Mpa；弱化酸性清洗液是由无机强酸和稳定剂配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.3wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.2wt%。
（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗：采用弱化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1.5h、第一次浸泡1.5h，再依次进行第二次循环1.5h、第二次浸泡1.5h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化碱性清洗液PH值保持在11、温度控制在25℃，清洗流量控制在6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.15Mpa；弱化碱性清洗液是由分散剂、络合剂和稳定剂配制而成的水溶液；分散剂的质量浓度为0.8wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比32:1复配而成；络合剂的质量浓度为0.8wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠按质量比1:1.5复配而成；稳定剂的质量浓度为0.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.2h，然后浸泡0.2h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.2Mpa；所述杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺800ppm水溶液。
在步骤（2）至步骤（5）操作过程中，每隔10-20min测试一次清洗液PH值，当pH有0.5的范围波动时，酸洗投加一水柠檬酸进行调整，碱洗投加氢氧化钠进行调整，并根据情况增补清洗药剂。
实施例3
一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法。
其技术方案是：包括如下步骤：
（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.6h，然后浸泡0.6h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在9m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.3Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺1500ppm水溶液。
（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗：采用强化碱性清洗液，先依次进行第一次循环2.5h、第一次浸泡2.5h，再依次进行第二次循环2.5h、第二次浸泡2.5h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化碱性清洗液PH值保持在12、温度控制在35℃，清洗流量控制在流量9m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.32Mpa；强化碱性清洗液是由无机强碱剂、表面活性剂和稳定剂配制而成的水溶液；无机强碱剂采用氢氧化钠，其质量浓度为0.8wt%；表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其质量浓度为0.1wt%；稳定剂质量浓度为1.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗：采用强化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.7h、第一次浸泡0.7h，再进行第二次循环0.7h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化酸性清洗液PH值保持在3，清洗流量控制在9m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.3Mpa；强化酸性清洗液是由无机强酸和有机弱酸配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.7wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；有机弱酸的质量浓度为2.5wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水按质量比25:1复配而成。
（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗：采用弱化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.5h、第一次浸泡0.5h，再进行第二次循环0.5h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化酸性清洗液PH值保持在3.5，清洗流量控制在9m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.3Mpa；弱化酸性清洗液是由无机强酸和稳定剂配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.4wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.8wt%。
（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗：采用弱化碱性清洗液，先依次进行第一次循环2.5h、第一次浸泡2.5h，再依次进行第二次循环2.5h、第二次浸泡2.5h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化碱性清洗液PH值保持在11.5、温度控制在30℃，清洗流量控制在9m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.32Mpa；弱化碱性清洗液是由分散剂、络合剂和稳定剂配制而成的水溶液；分散剂的质量浓度为1.2wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比32:1复配而成；络合剂的质量浓度为1.2wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠按质量比1:1.5复配而成；稳定剂的质量浓度为1wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.6h，然后浸泡0.6h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在9m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.3Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺1500ppm水溶液。
在步骤（2）至步骤（5）操作过程中，每隔10-20min测试一次清洗液PH值，当pH有0.5的范围波动时，酸洗投加一水柠檬酸进行调整，碱洗投加氢氧化钠进行调整，并根据情况增补清洗药剂。
实施例4
一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法。
其技术方案是：包括如下步骤：
（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环1h，然后浸泡1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.4Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺2000ppm水溶液。
（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗：采用强化碱性清洗液，先依次进行第一次循环4h、第一次浸泡10h，再依次进行第二次循环4h、第二次浸泡10h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化碱性清洗液PH值保持在13、温度控制在40℃，清洗流量控制在流量12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.4Mpa；强化碱性清洗液是由无机强碱剂、表面活性剂和稳定剂配制而成的水溶液；无机强碱剂采用氢氧化钠，其质量浓度为1wt%；表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其质量浓度为0.5wt%；稳定剂质量浓度为2wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗：采用强化酸性清洗液，先依次进行第一次循环1h、第一次浸泡1h，再进行第二次循环1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化酸性清洗液PH值保持在4，清洗流量控制在12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4Mpa；所述强化酸性清洗液是由无机强酸和有机弱酸配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为1wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；有机弱酸的质量浓度为3wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水按质量比25:1复配而成。
（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗：采用弱化酸性清洗液，先依次进行第一次循环1h、第一次浸泡1h，再进行第二次循环1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化酸性清洗液PH值保持在4，清洗流量控制在12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.4Mpa；弱化酸性清洗液是由无机强酸和稳定剂配制而成的水溶液；无机强酸的质量浓度为0.5wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为1wt%。
（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗：采用弱化碱性清洗液，先依次进行第一次循环4h、第一次浸泡10h，再依次进行第二次循环4h、第二次浸泡10h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化碱性清洗液PH值保持在12、温度控制在40℃，清洗流量控制在12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.4Mpa；弱化碱性清洗液是由分散剂、络合剂和稳定剂配制而成的水溶液；分散剂的质量浓度为2wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比32:1复配而成；络合剂的质量浓度为2wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠按质量比1:1.5复配而成；稳定剂的质量浓度为1.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环1h，然后浸泡1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.4Mpa；杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺2000ppm水溶液。
在步骤（2）至步骤（5）操作过程中，每隔10-20min测试一次清洗液PH值，当pH有0.5的范围波动时，酸洗投加一水柠檬酸进行调整，碱洗投加氢氧化钠进行调整，并根据情况增补清洗药剂。
实施例5
本实施例是上述实施例1-4在化工单位的具体应用。选取山东东营某化工厂为实施地点，该系统为中水回用，共2套系统，每套108支，均为一级两段系统12:6排列。原水水质参见表1，采用的水处理工艺流程参见图2。
表1 原水水质
Figure DEST_PATH_IMAGE001
在现场发现主要存在两个问题，一是原水预处理絮凝剂加药量不合理，二是微生物繁殖。该化工厂原水预处理斜板沉淀池絮凝剂剂采用15%的液体聚合氯化铝，正常理论设计是絮凝剂的加药量应根据进水量和进出水水质变化实时调整；但在实际运行过程中很难实现且很难判断加药量多少合适。因絮凝剂聚合氯化铝的加药量是有一个区间范围，特别是在即使加药过量时，斜板沉淀池出水浊度也可以保持在合格的范围内；如果因加药过量引起斜板沉淀池出水浊度超标，则说明加药已严重过量。在日常运行过程中，当加药量没有变化或一直处于相对过量状态时，反应沉淀池的进水量虽然有波动，但其出水浊度也能保持相对稳定。但过量的絮凝剂会进入超滤，在超滤产水侧出现后絮凝效果。检测超滤产水SDI15＞4，滤纸上有棕红色沉积物，通过傅里叶红外色谱分析为铝铁盐，絮凝剂过量投加导致超滤和反渗透系统污堵速率加快、压差升高，产水量和脱盐率下降，清洗周期缩短。将反渗透保安过滤器和反渗透进水端端盖拆开后，可以闻到保安过滤器滤芯和进水端盖表面有明显的腥臭味，污染物手感粘滑，呈棕黄色，污染物收集后灼烧有头发烧焦的气味，大部分溶于碱不溶于酸，证明污染物为微生物黏泥，系统存在严重的微生物污染，微生物是反渗透系统污堵的重要原因。由于反渗透系统产水量与进水温度关系很大，进水温度每下降1℃，反渗透膜透水率下降2%—3%，所以该厂常年保持水温在20-25℃，此水温环境非常适合微生物生长，加上此厂预处理杀菌剂投加量不足，还原剂投加过量，导致水中微生物大量繁殖滋生，污堵保安过滤器和反渗透膜，保安过滤器更换频繁，反渗透系统清洗频繁。
针对反渗透系统进行了常规清洗方法与本发明清洗方法的比较，清洗前后的数据对比参见表2。
表2 反渗透系统清洗前后数据对比
Figure 654991DEST_PATH_IMAGE002
从表2看出，通过常规清洗方法和本发明清洗方法的数据对比可以明显看出，采用本发明清洗后的反渗透系统，系统性能恢复率优于常规清洗。从产水流量来看，常规清洗后虽比清洗前有所改善，即由75m³/h升至86m³/h，但距初始的105m³/h还有很大差距；而本发明清洗后有突出改善，即由70m³/h升至108m³/h，甚至超过了初始水平（105m³/h）。从脱盐率来看，常规清洗后比清洗前并未改善，甚至略有下降，即由98.8%降为98.7%；而本发明清洗后有突出改善，即由98.5%升至99%，完全恢复到初始水平（99%）。
另从图1的折线可以更直观反映出清洗后系统性能维持时间情况，采用本发明清洗后的系统产水量衰减速率明显低于常规清洗。
本领域技术人员应当理解，以上举例仅仅是本发明的典型实施例，但并不限于上述的实施方式，在不超出或不偏离本发明保护范围的情况下，本发明的技术方案及其实施方式有多种修饰、改进或等价变化，这些均应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）对一段和二段反渗透膜元件进行第一次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.1-1h，然后浸泡0.1-1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4MPa ；所述杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺500-2000ppm水溶液；
（2）对一段反渗透膜元件进行强化碱性清洗：采用强化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1-4h、第一次浸泡1-10h，再依次进行第二次循环1-4h、第二次浸泡1-10h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化碱性清洗液pH 值保持在10-13、温度控制在20-40℃，清洗流量控制在流量4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4MPa ；所述强化碱性清洗液是由无机强碱剂、表面活性剂和稳定剂配制而成的水溶液；所述无机强碱剂采用氢氧化钠，其质量浓度为0.1wt%-1wt%；所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，其质量浓度为0.01wt%-0.5wt%；所述稳定剂质量浓度为0.5wt%-2wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠复配而成；
（3）对一段反渗透膜元件进行强化酸性清洗：采用强化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.2-1h、第一次浸泡0.2-1h，再进行第二次循环0.2-1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，强化酸性清洗液pH 值保持在1-4，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4MPa ；所述强化酸性清洗液是由无机强酸和有机弱酸配制而成的水溶液；所述无机强酸的质量浓度为0.1wt%-1wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸复配而成；所述有机弱酸的质量浓度为1.5wt%-3wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水复配而成；
（4）对二段反渗透膜元件进行弱化酸性清洗：采用弱化酸性清洗液，先依次进行第一次循环0.1-1h、第一次浸泡0.1-1h，再进行第二次循环0.1-1h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化酸性清洗液pH 值保持在2-4，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4MPa ；所述弱化酸性清洗液是由无机强酸和稳定剂配制而成的水溶液；所述无机强酸的质量浓度为0.1wt%-0.5wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸复配而成；所述稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.1wt%-1wt%；
（5）对二段反渗透膜元件进行弱化碱性清洗：采用弱化碱性清洗液，先依次进行第一次循环1-4h、第一次浸泡1-10h，再依次进行第二次循环1-4h、第二次浸泡1-10h，后用反渗透产水冲洗至中性；在此期间，弱化碱性清洗液pH 值保持在10-12、温度控制在20-40℃，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4MPa ；所述弱化碱性清洗液是由分散剂、络合剂和稳定剂配制而成的水溶液；所述分散剂的质量浓度为0.5wt%-2wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠复配而成；所述络合剂的质量浓度为0.5wt%-2wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠复配而成；所述稳定剂的质量浓度为0.1wt%-1.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠复配而成；
（6）对一段和二段反渗透膜元件进行第二次杀菌清洗：对一段和二段反渗透膜元件均采用杀菌清洗液清洗，每段先循环0.1-1h，然后浸泡0.1-1h，再用反渗透产水冲洗至中性，清洗流量控制在4-12m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.4MPa ；所述杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺500-2000ppm水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（1）与步骤（6）采用相同方法，均为循环0.2-0.6h，浸泡0.2-0.6h，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.2-0.3MPa ，杀菌清洗液采用2,2-双溴-3-次氮基丙酰胺800-1500ppm水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（2）第一次循环1.5-2.5h，第一次浸泡1.5-2.5h，第二次循环1.5-2.5h，第二次浸泡1.5-2.5h，强化碱性清洗液pH 值保持在11-12、温度控制在30-35℃，清洗流量控制在流量4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.15-0.32MPa 。
4.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（2）所述无机强碱剂氢氧化钠的质量浓度为0.1wt%-0.6wt%；所述表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.02wt%-0.1wt%；所述稳定剂质量浓度为0.8wt%-1.5wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
5.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（3）第一次循环0.5-1h、第一次浸泡0.2-0.5h，第二次循环0.2-0.5h，强化酸性清洗液pH 值保持在2-3，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.22MPa 。
6.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（3）无机强酸的质量浓度为0.1wt%-0.5wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；所述有机弱酸的质量浓度为1.5wt%-2.5wt%，且有机弱酸由一水柠檬酸和氨水按质量比25:1复配而成。
7.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（4）第一次循环0.2-0.5h，第一次浸泡0.2-0.5h，第二次循环0.2-0.5h，弱化酸性清洗液pH 值保持在2-3，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.1-0.22MPa 。
8.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（4）无机强酸的质量浓度为0.1wt%-0.3wt%，且无机强酸由盐酸和磷酸按质量比3:1复配而成；所述稳定剂采用乙二胺四乙酸二钠，其质量浓度为0.2wt%-0.8wt%。
9.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（5）第一次循环1.5-2.5h，第一次浸泡1.5-2.5h，第二次循环1.5-2.5h，第二次浸泡1.5-2.5h，弱化碱性清洗液pH 值保持在10-11、温度控制在25-30℃，清洗流量控制在4-6m³/h/支压力容器，清洗压力控制在0.15-0.32MPa 。
10.根据权利要求1所述的一种基于受复合污染的反渗透膜元件在线清洗方法，其特征在于，所述步骤（5）分散剂的质量浓度为0.8wt%-1.2wt%，且分散剂由乙二胺四乙酸四钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比32:1复配而成；所述络合剂的质量浓度为0.8wt%-1.2wt%，且络合剂由乙二胺四乙酸四钠和三聚磷酸钠按质量比1:1.5复配而成；所述稳定剂的质量浓度为0.5wt%-1wt%，且稳定剂由亚硫酸氢铵和乙二胺四乙酸四钠按质量比1:1复配而成。
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