一、化学清洗

    超滤系统可能受到进水中存在各种杂质的污染，比如悬浮物、胶体、有机物、微生物和水合金属氧化物等。污染（fouling）就是指覆盖在膜表面上和吸附在膜孔道里的各种沉积物，包括水中的结垢物。

    预处理的目的在于尽量减少导致膜污染的杂质物质，通过安装合适的预处理设备，如前置过滤器、混凝/澄清或者过滤设备，选择恰当的操作条件，就能达到这一目标。

    超滤膜污染通常被认为是以下一种或者几种污染的组合：

▬ 无机物污染/结垢

▬ 微粒/胶体污染

▬ 微生物/生物污染

▬ 有机物污染 引起以上这些污染可能有以下因素：

▬ 预处理系统不完善

▬ 预处理运行不正常

▬ 进水组份或其它条件改变

▬ 操作控制不当

▬ 膜面长时间累积沉淀物

▬ 季节性的藻类繁殖污染

▬ 化学加药系统失灵

▬ 反洗和学学加强反洗不当

▬ 系统停机程序和保存措施不当

▬ 系统选材不合适（泵和管道等）

   膜发生污染会导致系统性能的下降，如产水量和通量衰减、跨膜压差增高以及较高的化学药剂耗量和能耗。

    由于SFP-N（表示膜材料为聚偏氟乙烯的NIPS制膜方法制备的外压式超滤膜组建）超滤膜采用具有极佳的物理性质和化学耐受性的亲水改性聚偏氟乙烯（M-PVDF）膜丝材料和独特膜组件结构设计，能够承受较高的氧化剂，pH 和温度条件，只要措施得当，就可以很有效地进行化学清洗，最大限度地恢复超滤系统的性能。清洗液浓度，清洗时间，温度和气擦洗频率都会影响清洗效果。但若拖延太久才进行清洗，可能会导致不可逆的结果并导致膜组件或附属设备潜在的物理性损坏，即清洗无法恢复膜的性能。重度污染的膜会变得很难清洗因为药剂很难渗到膜表面并冲走污染物，因此，如果出现膜污染的情况，清洗频率应适当加强。

    化学清洗是解决膜污染问题最有效的方法，针对特定的污染，只有采取相应的清洗方法，才能达到好的效果，若错误地选择清洗化学药品和方法，有时会使情况恶化。因此，在清洗之前需先确定膜表面的污垢物种类，通常有以下几种分析方法来确定：

▬ 分析系统性能数据，请参阅上期内容故障排除的详细介绍

▬ 分析进水组成，发生污染物的可能性或许经过分析原水水质报告，就能显而易见的发现

▬ 检查以往的的清洗记录和效果

▬ 分析进水测定SDI 值的滤纸上所截留的物质

▬ 检查超滤气擦洗和反洗排放的废水中污染物

▬ 检查膜组件的进水端的污染物，如为红棕色，则表示可能已发生铁的污染；泥状或胶状沉积物通常为微生物或有机物污染。

二、化学清洗条件

    超滤系统常规运行过程中，超滤膜丝表面可能会被悬浮物颗粒、胶体颗粒、微生物或不溶性的有机物污染，持续积聚到不能通过常规的反洗或化学加强反洗来恢复，导致标准化的产水量下降和跨膜压差升高。当下列情况出现时，需要清洗膜组件，以恢复系统性能：

▬ 标准化产水量下降25%

▬ 标准化跨膜压差上升1.0bar

▬ 运行跨膜压差上升到最大值2.1bar

▬ 如果您没有标准化您的运行数据，请参考以上这些数据来决定是否是否进行化学清洗

    日常操作时必须严格监控超滤系统的运行性能，包含运行压差和产水流量，随着超滤膜的污染，压差将增高，产水流量下降。需要注意的是，如果进水温度下降，超滤膜产水流量也会下降，这是正常现象并非膜污染所致，此时超滤膜可能并不需要清洗。

三、化学清洗注意事项

    1. 在下列各章节中，当使用任何清洗化学品时，必须遵循获得认可的安全操作规程。关于化学品安全性、使用方法和排放处置方面的细节请咨询该化学品制造商。

    2. 当准备清洗液时，应确保在进入膜组件之前，所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。

    3. 在清洗液循环期间，确认最大的温度和pH 值限制，参考下表9-1。 表3-1.化学清洗pH和温度限制

四、化学清洗方案选择

    酸性和碱性清洗剂是广泛使用的清洗药剂，根据污染物的类型选择合适的清洗方案。

    4.1酸性清洗方案

    当进水中Fe 或Mn 的含量超过设计标准，或者超滤膜组件的进水中悬浮物特别高等，而对膜的进水侧造成的无机物污染。采用酸性溶液对超滤装置进行清洗。

    4.2碱性清洗方案

    当进水中有机物含量高，可能引起滤膜受到有机物污染。并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类也将在超滤膜组件中繁殖，由此引起生物污染，采用用碱性氧化剂溶液对超滤装置进行清洗。

注意：

    1）所有清洗剂都必须从进水侧进入超滤膜组件，防止清洗剂中可能存在的杂质从致密过滤皮层的背面进入膜丝壁的内部。

    2）超滤装置进行化学清洗前都必须先进行反复多次气擦洗,并进行彻底的反洗。

    3）超滤装置的整个化学清洗过程约需要2~4 个小时；如果污堵严重，需要浸泡12 小时以上。

    4）如果清洗后超滤装置停机时间超过三天，必须按照长时间关闭的要求进行维护。

    5）清洗液必须使用超滤产水或者更优质的水配制。

    6）清洗剂在循环进膜组件前必须除去其中可能存在的污染物。

    7）清洗液温度一般可控制在10℃～40℃，提高清洗液温度能够提高清洗效率。

    8）必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和杀菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。且每次清洗后，应排尽清洗剂，用超滤或反渗透产水将系统冲洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。

五、化学清洗步骤

    5.1酸性清洗 0.2% HCl 溶液或1~2% 柠檬酸溶液，适用于铁污染及碳酸盐结晶污堵。 酸洗超滤膜组件的基本程序如下：

    a）清洗系统的准备；

    b）在超滤膜组件中循环酸性清洗溶液；

    c）冲洗超滤膜组件并且返回生产运行状态。

    1）准备工作

    a）按关闭程序关闭系统；

    b）关闭系统所有阀门；

    c）在清洗溶液箱中配制好1~2%的柠檬酸或0.2% HCl 溶液，并充分搅拌使其混合均匀。

    2）清洗

    a)高频率短时间进行气擦洗（一般3~8 次，每次10~15 秒左右），并进行水反洗，反复多次后，直到气擦洗排水基本干 净。排干膜组件内水（注意：在排干膜内水后，应立即打入药液，防止膜脱水造成不可恢复的损坏）。

    b)启动清洗水泵，缓慢打开清洗水泵出口阀、超滤装置清洗液进出阀，按要求控制每支膜组件的清洗流量，让清洗溶液进入膜组件，并返回清洗溶液箱中。循环清洗时间为30min；

    c）关闭清洗泵，静置浸泡60min；污染严重可延长相应浸泡时间

    d) 浸泡完成后，再次以相同流量情况下循环30min.。

    e）将清洗溶液箱和清洗过滤器放空,并用清水冲洗干净。

    3）冲洗超滤装置 冲洗的目的是为了将超滤装置中残余的化学溶液除去。

    a）打开超滤装置浓水排放阀和产水排放阀；

    b）打开超滤装置的进水阀门，使进水通过超滤膜组件，直到进水和排放水的电导率差值(高出之值)在20μS/cm 之内；

    c）返回生产运行状态。

    5.2碱性清洗 0.2 % NaClO + 0.1 % NaOH 溶液, 用于清洗由有机物及生物引起的超滤膜组件的污染。 对超滤膜组件用碱性溶液进行清洗的工作程序如下：

    a）清洗系统的准备；

    b）用碱性氧化剂溶液对膜组件进行清洗；

    c）冲洗膜组件并且返回工作运行状态。

    1）准备工作

    a）按关闭程序关闭超滤系统；

    b）关闭系统所有阀门；

    c）在清洗罐中配制好0.2 % NaClO + 0.1 % NaOH 溶液，并充分搅拌使其混合均匀。

    2）清洗和

    3）冲洗 同酸性清洗步骤。

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