一、反渗透化学清洗的意义

    及时、合理且彻底的就地化学清洗（CIP）对 RO 系统的长期稳定运行是至关重要的。多数情况下采用就地化学清洗。离线清洗只是迫不得已的补充手段。RO系统污堵严重到进水通道堵塞 90-100%时，有时可能需要采用离线化学清洗。对于化学清洗容易遇到的一些关键问题，膜专家总结了十五条问答。

第一问：怎样判断 RO 系统什么时候需要化学清洗？

    答：判断 RO 系统什么时候需要化学清洗是第一个要解决的问题，很重要、很关键。常用标准有下述三条，任何一条达到标准，就应该清洗系统。及时清洗十分重要，当洗不洗，则有可能导致清洗变得很困难。

    清洗标准1：参考系统在最初48小时运行后建立的条件，标准化后的产水量损失10%。

    清洗标准2：参考系统在最初48小时运行后建立的条件，标准化后的透盐率增加10%。

    清洗标准3：参考系统在最初48小时运行后建立的条件，标准化后的段压差增加15%。

    考虑到标准化对用户来说有一点难度，我们根据系统每段压差的变化，建立了一个相对简单的判断方法，供大家参考。细节如下。

    在产水量、回收率、水温、TDS 等运行参数基本保持与初始值一致的情况下，膜系统每段压差能准确反映该段内部的脏污程度：

    1、压差 1.0公斤 左右 → 系统很干净，通道畅通，不需清洗。

    2、压差 1.5公斤 左右 → 系统有 50%污堵量，通道堵塞不严重，容易清洗。

    3、压差 2.0-2.5公斤 → 系统有 70%污堵量，通道堵塞严重，不易清洗。

    4、压差 3.0-3.5公斤 → 系统有 90%污堵量，通道基本堵死，清洗困难。

    5、压差>3.5公斤 → 系统完全堵死（100%），通道完全堵死，清洗无望。

    很明显，最佳清洗时间点是压差 1.5公斤 左右，其次是压差 2.0-2.5公斤。压差超过 3.0公斤，就可能需要多种药多次反复清洗。压差超过 3.5公斤，通道彻底堵死，药剂完全进不去，因此在线清洗基本没有希望。

    另外运行时间长了，因人为调节或者污堵等原因，有可能运行参数会发生较大变化，这时用户可能会感到不好判断系统的状况。这里有一个较为简便的类似于标准化处理的操作方法，可帮助客户提高就地判断的准确性。方法如下。

    把 RO 系统的产水量、浓水量、回收率、水温（如果有加热器）等调到尽可能与系统最初 48 小时的运行数据相同，而 TDS、pH等调到与最初的参考值接近，稳定运行半小时以上，再看给水压力、段间压差、脱盐率等与最初 48 小时建立的性能值有多大变化，大体就能够知道系统的污染程度。

第二问：什么样的情况下 RO 系统不需要化学清洗？

    答：在进水温度、进水 TDS 都稳定的情况下，如果单套 RO 系统产水量、浓水量、回收率、进水压力、各段压差、系统脱盐率等参数与其初始 48 小时内的基准数据相比均稳定，没有明显变化，则认为系统性能运行稳定，几乎没有污堵发生，也就是说系统是干净的，因此不需要进行化学清洗。不论系统运行多长时间，只要系统真正的干净，无污染，就明确不需要化学清洗。

第三问：怕化学清洗对 RO 膜造成伤害，因此经常导致 RO 系统堵得很严重了还不敢洗膜。怎样评价客户的这种心理？

    答：客户害怕化学清洗的心理是完全没有必要的。因为标准的酸洗和碱洗，是完全控制 pH 在规定的 2-11.5 的范围内，且时间一般只有 2-3 小时，温度一般 25-30 摄氏度，这个清洗强度对 RO 膜来说是温和的，对脱盐率的影响一般较小（3 年的累积影响可能不会超过 2%），因此多数的脱盐系统是可以接受的。反之，如果不及时清洗系统，则产水量可能损失50%以上，甚至更多；脱盐率的下降也可能高达 5%，甚至更多。这对系统的危害就太严重了。当客户认识到污堵带来的巨大危害后，就不应该对正常清洗对系统造成的影响产生害怕，而应该勇敢地及时采取必要清洗措施。毕竟两害相权，应取其轻。

第四问：化学清洗是先酸洗好，还是先碱洗好？

    答：这个问题并没有固定的答案。有的时候先酸洗好，有的时候先碱洗好。这需要客户根据实际情况作出判断。一般判断原则如下：

    如果既需要酸洗，又需要碱洗，那么污染物一定不是单一成分，而是复杂成分，这时需要酸洗的物质和需要碱洗的物质往往互相层层包裹。如果污染物最外层为诸如金属氧化物、絮凝剂残余、粘土、垢类等无机物，则可能先酸洗有效；反之如果污染物最外层为诸如微生物、代谢产物、藻类等有机物，则可能先碱洗有效。

    总之一个原则：清洗药品只要与污染物对症，清洗一定有效。否则，很难有效。

第五问：怎样选择合理的清洗方案？用哪类药品合适 – 酸洗还是碱洗？浓度大小？是否需要清洗中途补药？循环还是浸泡？

    答：对于需要初次化学清洗的新系统而言，当然事先并不知道什么清洗方案是合理的，也不知道需要使用多少药品，多长时间合适，循环和浸泡哪个方式合适。因此，这就需要用户在前几次清洗时有一个摸索实践的过程，必要时可以辅以烧杯试验，验证药品的有效性。

    标准酸洗或标准碱洗作为安全的最优先清洗方案，可先随机选择一种，而后尝试着洗，看看系统参数恢复效果。酸洗配制 pH=2 的溶液，温度控制25-30º C，一边循环一边检查 pH 变化，如果 pH 上升明显就不断补酸，直到pH稳定在2.0-2.5之间，不变为止；碱洗配制pH=11.5的溶液，温度控制25-30º C，一边循环一边检查 pH 变化，如果 pH 下降明显就不断补碱，直到 pH 稳定在11.0 左右，不变为止。

    另外无论是酸洗还是碱洗，如果出现大量污染物被洗下来，导致清洗液很快变得浑浊或者颜色很深，那么不论 pH 变化多大，先应该将严重脏污的清洗液换掉，而后注入干净的清洗液和药品，继续原来的循环清洗，直到 pH 不再变化或者清洗液颜色很浅为止。

    每种药品清洗完后，应该漂洗系统至干净状态，而后运行 5-8 分钟，读取运行数据。再用前述标准化方法处理清洗前后的运行数据，看看产水量、脱盐率等是否有明显恢复，这是最为准确的判断。如果清洗前后的变化十分显著，则通过压力、压差、产水量等表观变化也能简单判断清洗的效果，只是不太严谨。这样大体我们能知道酸洗有效还是碱洗有效。如果清洗完全有效，则参数应该完全恢复到原有水平；如果清洗只是部分有效，则应尝试另一种药品清洗，方法如前。洗完后再次评估效果。如此酸洗、碱洗可能需要反复交替进行数遍。

    不论酸洗几次、碱洗几次，好的方案一定要让运行参数恢复到原有水平，或者接近原有水平。否则有可能是方案仍然不合理，或者出现了难溶物质 – 难溶垢类、难溶高分子物质或者难溶强吸附性物质。任何清洗方案执行完毕，如果系统标准化后，参数的不可逆损失超过5%以上或者每次清洗后运行参数都持续损失，那么就应该引起足够重视，这是出现大问题的先兆，应该尽快及时报告有关主管领导。用户如果不能自行解决这个问题，则应及时通知工程公司、膜厂商等看看大家能不能群策群力，帮助查找原因，并提出对策。切忌把问题捂在手里，等到系统几乎死掉才报告，这时可能一切都晚了。

    显然每次化学清洗每种药品所需的用量，只要将前述的初次投加量和补加量统计起来就能得到。需要强调的是，为了不让膜系统出现超 pH 值的情况，切忌将药品一次性就投进去，而应该采取多次补加的方式。可参考后述问题14 关于清洗终点的判断。

    中途补加药品显然是因为药品有明显的消耗，才采取的措施。没有消耗就不需要补加。

    酸洗一般采用循环方式就很有效，很少需要浸泡；碱洗则一般先采用循环方式，如果效果实在不好，则可考虑浸泡，以延长反应时间，浸泡一段时间（或 30 分钟，或 60 分钟，或更长，取决于摸索的效果）后，还需适当循环（10-20 分钟即可）一下，以将新鲜药品补进膜元件内部。循环的好处是能将新鲜的药品不断补进膜内部，以缩短整体清洗反应时间；浸泡则由于大大延长了反应时间，有利于难溶物质的清洗反应。将循环和浸泡灵活加以组合应用，将能以最短时间，取得最佳效果。

    对于污堵严重的系统，由于进水通道堵塞，药品进不去，上述尝试清洗不一定好进行。这时可考虑打开压力容器，采集污染物样品，而后分别进行酸滴、碱滴等烧杯试验，观察污染物溶解、释放气体、溶液颜色等变化情况。

    这样也能初步判断酸洗、碱洗效果。也可用酒精灯简单灼烧污染物，以判断有机物和非有机物，并闻气味以辨别动物制品还是合成品。

    标准酸洗和标准碱洗无效的情况，属于大问题，应作为特例加以解决。这时除了改进清洗方案，也可能涉及预处理调整或者改造。

第六问：怎样对 RO 系统的运行数据进行标准化？

    答：运行数据标准化实际上就是把由于水温、TDS、压力等多种外在非膜因素的变化而导致的参数变化去掉，从而让运行数据能够真实反应膜元件本身性能的变化。具体来讲，只需按要求依次输入要求的相关运行参数（包括初次启动日期、记录数据日期、水温、给水压力、给水电导率、段间压力、浓水压力、浓水流量、产水压力、产水流量、产水电导率等）即可把非膜因素导致的参数变化去掉，从而得到膜性能的真实的“净变化”，将标准化后的产水量和脱盐率描成曲线，就很方便判断性能真实发生了多大的变化，变化比例也很好算出来。

    标准化是否准确有两个重要前提：一、流量计、压力表、温度计、电导率仪等仪器仪表本身的测量结果是准确的；二、运行人员的读数准确，每个数据的有效位数足够，且每组运行数据是完整的。

运行数据输入标准化软件的采样要求如下：

     A、系统初进水，稳定后的数据务必准确记录 2-3 组，而后取平均值，作为标准化软件的第一组参考值。

    B、清洗操作的前后，各分别取 1-2 组数据，以便判断清洗的效果。

    C、最新的运行数据记录 1-2 组。

    D、中间的运行数据记录要求如下，

    T 为系统运行总时间。

    E、所有采集数据尽量在同一时间点读取。比如都是上午 10：00 的读数，这样每天早晚温差的影响就降到了最小。如果某天在该时间点实在没有数据，那就选择邻近时间点的数据。

    运行数据精度要求如下：给水压力、段间压力、浓水压力、产水压力要求准确到 0.1公斤 或 0.01MPa；给水温度要求准确到 0.1º C；产水流量、浓水流量要求准确到 0.1m3/h；给水电导率要求准确到 1us/cm，产水电导率要求准确到 0.1us/cm；pH 值要求准确到 0.1；ORP 要求准确到 1mV；SDI15 准确到 0.1。
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