3)细菌等微生物的污染

    生物污染是一个缓慢的过程，初期阶段影响不明显，一旦有明显的影响后又很难控制。在膜元件的两层膜片之间有一层进水隔网，其金字塔结构能够使进水在膜表面形成湍流，从而保持颗粒物质的悬浮。当进水隔网的开放空间被微生物滋长污染后就破坏了产生湍流的机制。湍流的减弱使颗粒和其他悬浮物质沉淀并在生物膜基质上积累，从而引起污染，在这种情况下运行反渗透系统会造成不可恢复的膜污染。一旦生物膜形成，它就会通过细菌基质吸收和富集，通过靠近细胞表面的可溶性有机物和无机养分来自我维持。

    生物膜基质是一种活体基质，每个细胞维持着整个活体的存活，即使死亡的细菌体也是新细胞的“食物”。因此有效的生物控制包括杀死细菌并将死细菌从膜表面清除。

    细菌等微生物污染可严重地影响反渗透元件的性能，主要表现为:a.膜压降急剧升高；b.产水量大幅降低；c.提高压力克服通量下降须消耗额外电能；d.由于短时间内产生很大压降而导致膜元件损坏；e.伴随产生其他的污染。

    解决方法:a.在预处理阶段投加杀菌剂；b.使用超滤、纳滤等工艺设备进行过滤；c.使用紫外线、臭氧发生器等设备进行杀菌；d.在反渗透膜内投加非氧化性杀菌剂；e.对于已经被污染的反渗透系统，用高浓度的非氧化性杀菌剂浸泡，并清洗膜系统，同时清洗所有管线。

4)膜清洗

    （1）清洗依据

    反渗透系统的运行性能不仅受膜污染的影响，而且受温度、压力、pH 值、进水含盐量等因素的影响。为准确判断系统的清洗时机，应依据膜元件生产商提供的系统设计软件或标准化软件对运行数据进行标准化计算，消除温度、压力、pH值、进水含盐量等的影响;与系统初始稳定运行时的数据比较，若出现下列情况之一时应对反渗透系统进行清洗:

    ①系统产水量比初始值下降15%以上；

    ②盐透过率比初始值增加10%以上；

    ③压力容器压力损失比初始值超过15%以上。

    （2）清洗步骤

    反渗透膜清洗的方式包括物理清洗和化学清洗。物理清洗是指不改变污染物的性质，使用机械性的冲刷方式清除膜元件中的污染物，恢复膜元件的性能。化学清洗是使用相应的化学药剂，改变污染物的组成或属性，然后排出元件，恢复膜性能。吸附性低的粒子状污染物，可以通过冲洗的方式达到一定的效果，像生物污染这种对膜的吸附性强的污染物用冲洗方法则很难达到预期效果。通常清洗前，有必要通过对污染物分析，确定污染的种类。

    膜元件或系统清洗的一般步骤如下。

    第一步:使用反渗透产水或超滤产水冲洗系统(原水中若含有能与清洗液发生反应的特殊化学物质，则不宜使用)。

    第二步:用反渗透产水配制清洗液，准确称量并混合均匀，检查清洗液的pH值及药剂含量等条件是否符合要求。

    第三步:用正常清洗流量及20~40psi[1psi(kgf/cm2)=6894.76Pa]的进料压力向反渗透系统输入清洗液，初始出水排出系统，防止清洗液被稀释；使清洗液在清洗系中循环20~30min。检测循环液的浊度和pH值，若其明显变浑或pH值变化超过0.5可重新配制清洗液再进行上述操作。

    第四步:停止循环，视污染情况，可将膜组件全部浸泡于清洗液中1h左右或更时间(10~15h或过夜)。期间可间歇开启清洗泵使清洗液保持一定温度(25~30℃)。

    第五步:加大流量至正常清洗流量的1.5倍进行清洗，此时压力不能太高，以系统不产水时的压力为上限，循环30~60min。

    第六步:用预处理系统的合格产水冲洗系统20~30min，将清洗液置换出系统。调整系统至正常运行，测试膜元件或系统运行性能，检查清洗效果。若暂不运行，可按相关方法保存膜组件。

    （3）物理清洗

    最常见的物理清洗方法主要有低压高流速清洗、反压清洗，有些情况下两者也可以结合起来使用。

    低压高流速清洗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等的底的清洗。

    （4）化学清洗

    对于污染比较严重的情况，除了进行物理清洗，还要采取更为有效的化学清洗。化学清洗是利用化学制剂与污染物进行各种各样的化学反应，进而实现彻底清洗的一种方法。近年来，化学清洗得到了较为广泛的应用。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，可最大限度地提高清洗效果。

    值得注意的是，由于反渗透膜材料本身耐酸碱、耐氧化、耐温和耐化学试剂等性能的不同，以及膜污染物种类及程度的差异，清洗剂种类选择就显得格外的重要。并且在开始清洗前应首先对当地的水质情况进行充分调查。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，最大可能地改善膜的性能。

    此外，还要考虑化学制剂对膜的影响，因为清洗过程或多或少会造成一定的损伤，在化学制剂的使用中更要考虑膜对酸、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。

    常用的化学清洗剂有酸性清洗剂、碱性清洗剂、整合剂等。

    酸性清洗剂包括盐酸、磷酸、氨基磺酸等，主要用来清洗反渗透系统的无机污染物酸洗剂通过降低清洗液pH值，促进无机钙离子、镁离子等沉淀的溶解，除去氧化铁和金属硫化物等。

    碱性清洗剂有磷酸盐、碳酸盐和氢氧化物等，可以使沉积物松动、乳化和分散，对油脂污染、蛋白质污染、藻类等微生物污染、胶体污染及大多数可溶性有机物污染具有很好的清洗效果。

    螯合剂包括乙二胺四乙酸、磷羧基羧酸、葡萄糖酸和柠檬酸等。整合剂通过共用电子对与污染物中的无机金属离子整合，形成稳定的水溶性整合物，从而减少无机污染物在膜表面及膜孔道内的沉积和吸附。

    （5）生物清洗

    清洗药剂的选择与污染物类型密切相关，其主要作用是与膜元件内污染物发生反应，改变其物理化学性质，使其容易被清除。发生严重微生物污染的反渗透系统，仅采用化学清洗并不能完全去除膜表面的生物膜，还需要进行相应的消毒处理，还应注意在消毒过程中决不能使用会对反渗透膜元件造成损害的杀菌剂和其他化学物质。

    生物清洗一般可分为采用具有生物活性的制剂和利用特定的手段，将生物剂附着在膜上，提高其抗污染能力两种。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。

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