湖南高速铁路职业技术学院 湖南省 衡阳市 421002
摘要：反渗透膜技术是一种新型的分离技术，在海水淡化、废水处理等领域获得了广泛地应用。但在运行过程中，膜污染问题一直未能得到彻底的解决，严重影响到该技术的可靠性。因此，应提出更加科学、合理的方法对反渗透膜进行清洗，以确保系统的安全、稳定运行。本文对新型反渗透膜清洗技术进行了重点研究，最后总结了近年来的研究进展。
关键词：反渗透膜；清洗技术；研究
随着经济社会的发展，反渗透膜技术作为一种新型的分离技术，被广泛的应用于医药卫生、市政、环保等多个领域，并且在海水淡化、饮用水处理中起到了非常重要的作用。但是，持续运行一段时间后，膜会受到较为严重的污染，进而影响到总体的处理效率，同时还会大大缩短膜的可用寿命。因此，应采取更加完善的措施对其进行清洗，确保反渗透技术在使用中的安全性、可靠性。
1反渗透膜污染原因
1.1化学污染
在水处理过程中，如果其中含有大量的Ca2+、Ba2+等离子，就会逐渐形成各种各样的化学结垢。这主要是由于操作不规范导致的，包括加药系统不完备，处理过程中操作不到位等。此外，Fe3+等对膜也会造成很大的危害。其含量比较高的原因，主要是由管路系统造成的，因此，应不断改善管路的运行状况，并尽量选用钢衬塑管路。
1.2颗粒和胶体污染
长时间运行后，膜表面会生成一层凝胶层，影响到水处理的效果，这主要是由水中的各种杂质分解后引起的，若得不到及时的解决，还有可能进一步发展为硅酸盐垢。此外，金属氧化物的大量沉积会导致污堵，这是因为在膜分离阶段，金属物质的浓缩、溶液pH的改变造成的。
1.3微生物污染
在水中，包含有各种类型的微生物，它们常常附着在膜的表面及各处死角。它们的繁殖非常快，且难以有效清洗，是影响系统运行的重要因素。有研究发现，这类污染多出现于进料端，这说明此处存在大量的营养物质，加速了微生物的繁殖。
当然，各种类型的污染物还会发生相互作用，共同造成了膜的污染，对其进行清洗时，所面对的也多是它们的混合物。应针对污染物的组成情况，采取针对性的处理措施。
概括起来，反渗透膜污染的原因有：（1）膜本身的原因，包括膜的材料构成、组成结构、磨损情况等；（2）膜性能损伤，包括保养不及时，使用时间过长等；（3）水质的影响，包括水质的不断变化等；（4）膜清洗不及时，方法不当等；（5）操作的不规范，对有关参数比如温度、压力等，设置的不准确，进而引发污染。
2反渗透膜清洗技术
2.1清洗方式
一般来说，可分为在线、离线清洗两种方式。前者更多的被用在污染并不严重的情况，主要采取的是比较常规的处理方法。在具体操作上较为简单，成本较低，只需加入必要的清洗制剂，就可以方便的实现清洗。不过，这种方式往往会受到设备自身条件的制约，最终的效果也不是很理想。离线清洗则是将相关元件从整个系统中分离出来，利用专门的设备进行清洗。如果污染比较严重，就要选择使用离线清洗，同时还可以结合污染现状，针对性的投入清洗制剂，最终的处理效果更为彻底。但是，该方法比较复杂，耗费的时间也比较长。
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2.2清洗方法
2.2.1物理清洗
低压高流速清洗，反压清洗等是当前最为常见的物理清洗方法，有些情况下，也可以结合起来使用。前者主要指的是在较低的压力下，尽量去提升流速。不仅能避免溶质在膜面的长时间停留，还能减弱料液和膜面之间的浓差极化。反压清洗，主要指的是在膜的透过液一侧进行加压，使其反向透过膜的一种方法。一方面能够冲刷掉膜孔内残留的各类杂质，另一方面则可以对膜表面的附着物进行较为彻底的清洗。
2.2.2化学清洗
对于污染比较严重的情况，除了进行物理清洗，还要采取更为有效地化学清洗。也就是利用化学制剂与污染物进行各种各样的化学反应，进而实现彻底清除的一种方法。近年来，化学清洗得到了较为广泛地使用。在具体应用中，又可分为酸性、碱性两种清洗方法，当然，也可根据需要将两种药剂结合起来使用，可最大程度的提高清洗效果。
值得注意的是，在开始清洗前应首先对当地的水质情况进行充分的调查。因为不同的水质，要选择不同的清洗药剂，且最终实现的清洗效果也是千差万别。同时，还要提前做好现场试验，对污染物的性质进行分析，再根据膜的材料特征以及试验结果选用最合适的清洗方法和清洗药剂，实现彻底清洗的同时，最大可能改善膜的性能。此外，还要考虑到化学制剂对膜的影响，因为清洗过程或多或少的会造成一定的损伤，在化学制剂的使用中更要考虑到膜对酸、碱等的耐受情况，以确保膜元件不受到太大的损伤，而影响其正常使用。
2.2.3生物清洗
除了上述两种方法，还可以采用生物清洗，具体来说可分为以下两种：一是，采用具有生物活性的制剂；二是，利用特定的手段，将生物剂附着在膜上，提高它的抗污染能力。目前来说，使用比较多的是酶制剂。其能够有效地切断蛋白质的肽链，因此对那些包含大量蛋白质的膜进行清洗是最为有效的。
3研究进展
随着相关技术的发展，近年来陆续出现了一些比较新颖、高效的清洗方法，包括研究出了更为有效地清洗制剂，以及效果更好的清洗设备。实践表明，都取得了比较好的清洗效果。具体来说：姚克明等人，提出了一种新型的反渗透清洗方法，将整个清洗过程细分为以下四个环节，即酸洗、碱性粗洗、碱性精洗、杀菌清洗等，可取得比较彻底的清洗效果。韩培等人，则提出了一种比较高效的清洗装置，主要包括以下部分，溶液箱、水箱、反渗透及膜处理装置等，在使用过程中，将溶液箱与水箱进行连接，同时与水泵的一端连接在一起，水泵的另一端则与过滤装置进行连接，过滤装置的另一端则利用管道与膜处理装置连接在一起。该装置的优势在于，结构简单，易于操作，使用成本低，适用范围广，而且还能有效避免所使用药剂对膜的再次污染。
4 结语
随着水处理技术的发展，反渗透膜技术获得了较为广泛地应用。但在具体的运行过程中，总会产生膜污染问题，严重影响到系统运行的质量。本文对新型反渗透膜清洗技术进行了研究，并总结了近年来的研究进展，为了确保反渗透膜的安全稳定运行，就要定期对其进行清洗，而最终的清洗效果则会对其性能及可用寿命造成重要的影响。因此，应不断改善清洗方法，并进行科学优化，进而提高清洗的效果。同时，对进水水质进行严格的控制，并加强预处理，从而不断提高系统运行的可靠性。
参考文献
[1] 杨胜全. 海水淡化反渗透膜化学清洗技术浅析[J]. 净水技术, 2014, 33(a01):60-63.
[2] 尹成志, 张贺. 活性炭污染反渗透膜清洗研究[J]. 辽宁科技学院学报, 2016, 18(2):13-15.
[3] 张学旭. 反渗透系统的污染及清洗技术研究[J]. 石油化工设计, 2014, 31(1):46-48.
论文作者:罗美莲
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/13
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