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摘要：本文介绍了硫酸盐清洗剂在反渗透膜系统化学清洗中的应用，详细介绍了硫酸盐清洗剂的特点以及该产品清洗硫酸垢的原理；详细介绍了清洗工艺的制定、清洗过程中的注意事项等。结果表明，控制硫酸清洗剂的药剂浓度50%左右，清洗液温度控制在 25 ℃左右，低流速浸泡、循环交替进行，清洗效果良好。从性价比方面看，优于直接报废反渗透膜。本次清洗既提高了设备使用年限，又做到了对水资源的充分利用，本次利用硫酸盐清洗剂对反渗透清洗是一次很好的尝试，对今后利用本产品在反渗透膜硫酸盐清洗方面的应用探索出了一条比较好的经验。

关键词：反渗透；膜污染；硫酸盐清洗剂；环境保护

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜，而将这些物质和水分离开来。膜片一般为复合结构，膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。一般反渗透系统都是由源水—生水池—絮凝沉降池—生水泵—多介质过滤器—活性炭过滤器—超滤—超滤产水池—保安过滤器—反渗透装置—产品水池组成[1]。

1 反渗透膜结垢成因分析

反渗透膜污染主要分有机物及微生物污染、胶体及金属氧化物污染和结垢三种情形。结垢的主要原因是源水里含有大量阴离子及阳离子，由于膜的选择透过性，水通过反渗透膜后，水内溶解的其他物质大部分被截留累积在膜高压侧表面，由于浓差极化作用，只要成垢离子浓度积大于 Ksp 常数就会生成新的盐类物质（如碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等）。这些盐类结晶物会吸附在膜表面，从而造成反渗透膜通量下降、甚至将膜孔撑大，最终导致产水量下降、系统压差升高、脱盐率下降、产品水电导升高的现象。

反渗透膜上常见的垢以碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙等难溶垢为主，其中硫酸钙垢是较难处理的，硫酸钙垢的质地坚硬、致密，不溶于常见的低浓度酸、碱。因反渗透膜的脱盐层为较薄的芳香聚酰胺复合膜，不耐强酸、强碱的清洗，稍有不慎就会对脱盐层造成不可逆的损害，使反渗透膜丧失脱盐的功能，失去使用价值，造成资源的浪费。

2 化学清洗

反渗透膜的清洗处理方法类型较多，包含物理清洗、化学清洗、物理化学清洗相结合等。当前阶段，应用最为广泛的化工废水处理工艺中的反渗透膜污染清洗处理方法为化学清洗。化学清洗的主要工作原理为，通过使用合理的清洗药剂，当其在化工废水污染物中扩散后，会与反渗透膜表面存在的沉积层污染物出现化学反应。

2.1硫酸钙垢溶解方法

目前行业内对于硫酸钙垢的溶解主要采用物相转化或有机络合的方法。

（1）物相转化法：使用碳酸盐或重碳酸盐将硫酸钙转换为溶解度更小的碳酸钙，再加入盐酸使碳酸钙溶解，盐垢转换过程的反应时间过长，要维持一定的药剂浓度则药剂的用量会较大，且可能需要多次转换，耗时耗力，影响生产。

（2）有机络合法：使用一些有机络合剂，利用活性基团的络合作用，溶解硫酸钙并与钙离子形成稳定的螯合物，使硫酸钙的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，最后溶解硫酸钙垢，但络合剂对硫酸钙的溶解浓度有限，药剂用量大且价格较高，很多药剂含磷不能直接排放，增加了排污水的处理难度及费用。现有的处理方法耗时耗力，清洗效果并不理想；反复清洗易对反渗透膜的脱盐层造成不可逆的损伤，甚至报废；且清洗后的废液排放污染环境。

2.2  硫酸盐清洗剂（型号C-130）的特点

本产品利用螯合作用的原理，筛选各种对金属有螯合作用的螯合剂进行实验。螯合作用是具有两个或两个以上配位原子的多齿配体与同一个金属离子形成螯合环的化学反应。具有多齿配体的化合物称为螯合剂，产物称为金属螯合物。金属离子与配体形成螯合物的一般原则是软硬酸碱理论，该理论是根据金属离子对多种配体的亲和性不同，总结为“硬酸亲硬碱，软酸亲软碱”的规则[3]。依据以上理论，开发出硫酸盐清洗剂。本清洗剂的主要成分是螯合剂、有机羧酸盐、渗透剂。

本清洗剂的特点：（1）常温清洗，无需专门的加温加压设备，因此降低能耗，节约成本；（2）pH值8～9，基本中性，对反渗透膜的膜材质没有任何破坏作用；（3）清洗硫酸盐垢，循环、浸泡，其除垢率可达100%，不需要人工敲打，因此不会机械伤害反渗透膜；（4）安全环保，清洗液易于处理，可生物降解，不会造成排放污染；（5）可根据实际需求进行在线或离线清洗。

实验室条件下，硫酸钙分解浓度及反应时间关系图如下：

3清洗效果评价

反渗透装置经化学清洗前后主要运行参数如表2 所示。通过表2可以看出，反渗透装置经硫酸钙清洗剂清洗后，该装置的二段压差显著下降，产水量基本达到设计值，反渗透系统产品水的回收率显著提升，表明本次清洗取得良好的效果。

4讨论

C-130的使用为企业节约了生产成本，经过对反渗透膜的有效清洗，既延长了膜的使用寿命，又提高水的利用率，同时也对祖国的绿水青山做出了贡献。因此，本次利用硫酸盐清洗剂对反渗透清洗是一次很好的尝试，对今后利用本产品在反渗透膜硫酸盐清洗方面的应用探索出了一条比较好的经验。

参考文献：

[1]刘立军，何政伟等.某电厂反渗透膜系统的化学清洗[J].清洗世界，2014，30（6）：6～9+35.

[2]侯钰，桑军强.反渗透膜污染成因与防治[J].工业用水及废水，2008，39（1）：23～26.

[3]郝芬珊.软硬酸碱规则与配合物的稳定性[J].上饶师专学报，1996，18（3）：85.