反渗透膜污染及清洗措施

反渗透已广泛运用于制备纯水超纯水、废水脱盐、物料分离，涉及饮用水、食品、医药、电子半导体，以及工业废水处理、市政污水处理中的深度处理等。市场规模巨大，针对反渗透（RO）系统市场容量数据统计显示，2022年..反渗透（RO）系统市场规模达到419.65亿元人民币，中国反渗透（RO）系统市场规模达到108.14亿元。

反渗膜是反渗透系统中的核心部件和主要耗材，占据设备投资的一半以上，而膜更换费用占据运营费用的80%以上，渗透膜的污染随过滤次数的增加逐渐加重，膜元件造成污染，降低生产效率，增加生产成本，而反渗膜系统清洗维护能降低故障率、提高产水率，延长膜使用寿命。本文对反渗透膜污染的类型、原因、清洗方法简单介绍。

常用的反渗透膜清洗方法包括物理清洗、化学清洗和生物清洗三大类：

物理清洗：主要包括水力清洗、超声波清洗和机械刮除等方式，去除膜表面的污染物。常见的水力清洗有低压高速清洗、反冲洗等，主要是靠剪切力和反向压力去除膜表面的污染物。一般来说物理清洗所需设备简单、成本低、对膜损伤小、环境影响小、使用周期短。但是清洗效果有限。物理清洗可与化学清洗结合使用，以达到更好的清洗效果。

化学清洗：当物理清洗有限时，就需要使用化学清洗。通过化学清洗剂与膜面或膜孔内的污染物发生溶解、置换或化学反应来使污染层的结构和性质发生变化，并将其转变成可以清洗去除的状态。化学清洗又可以分为酸洗、碱洗、氧化剂清洗、络合剂清洗、盐洗、表面活性剂清洗等。

生物清洗：生物清洗是利用具有生物活性的清洗剂（如酶等）来去除污染物。使用酶清洗剂的优点是膜保持清洁的时间延长；此外，酶清洗还可以减少有害化学清洗的用量，但是使用不当时也会对膜造成污染。

根据运行数据甄别污染原因，选择合适的清洗药剂是清洗成功的关键。

反渗透膜清洗剂的选用要根据膜污染类型而定，同时要遵循制造商的建议，严格按照说明书中的方法进行操作。过度的清洗可能会导致反渗透膜的磨损和漏水问题，从而增加维护和更换的成本。因此，清洗的频率和方法应在经验和实验基础上进行调整和优化。

清洗药剂的选择要充分考虑系统的预处理工艺、进水水质、系统运行状况、系统正在使用的化学品，准确判断膜的污染类型；以及考虑膜元件的材质特性即耐受酸、碱、氧化剂、温度、外力冲击的能力等诸多因素。..膜清洗剂将污染物从膜上去除的同时，要..膜不受伤害，或..小程度的受伤害。

根据膜污染的类型和程度选择反渗透膜清洗的药剂：

酸性清洗剂：如硝酸和盐酸等，可用于清除膜表面的无机盐垢和铁锈等杂质。

碱性清洗剂：如氢氧化钠和氢氧化钾等，可用于去除膜表面的有机物质、油脂和蛋白质等污垢。

催化剂：如过氧化氢和磷酸等，可用于加速清洗的化学反应，提高清洗效果。

防腐剂：如亚硝酸钠和肼等，可用于防止膜表面进一步生锈和腐蚀。

根据是否停机，将清洗方式分为在线清洗和离线清洗，此外拆洗是将膜元件的环氧树脂铠装拆除，展开并行卷绕的膜袋清洗。

离线清洗是将反渗透膜从运行系统中拆出，利用专业清洗装置进行清洗，通过物理和化学的共同作用达到清除污垢、恢复膜元件性能的目的。离线清洗可以充分发挥清洗装置的优势，可对膜元件性能参数进行测试，可针对污垢特点使用不同的清洗 药剂反复、交替进行清洗，化学药剂的使用针对性强、除垢率高，不会对膜元件造成伤害。因此，一般对于污染较轻或初次清洗的系统适合采用在线清洗方式进行恢复。如果在线清洗很难恢复正常运行状态，再采用离线方式进行彻底清洗。而拆洗通常用于，废弃膜的回收。

在线清洗是指利用在线清洗（CIP）设备对反渗透装置整体进行清洗，其优点是不用进行膜元件的拆卸，只需将清洗药品运至生产现场利用反渗透系统进行清洗即可；缺点是由于在线清洗是在原运行设备上通过单一化学作用将污垢清洗下来，受运行设备条件的制约，清洗效果不够彻底。

4.2 离线清洗

4.3 膜元件拆洗