鹿泉蝶式膜DTRO碱性清洗剂,酸性清洗剂

酸性清洗剂

金属表面的污垢多种多样，有油溶性的，也有水溶性的，有金属锈垢，还有水垢、尘垢等。酸性清洗主要用于清洗金属表面的无机盐垢、碱性氧化物和氢氧化物等。常用的酸有无机酸，也有有机酸，其中以盐酸和硫酸应用多。

在酸洗过程中，酸不仅能溶解污垢，而且也能对无机盐垢产生作用。酸对无机盐的作用有两种，一方面使无机盐的组成发生变化，一部分转变为可溶性盐，如碳酸钙、碳酸镁在盐酸作用下转化为氯化钙和氯化镁。另一部分转化为新的难溶盐，但在短时间内组成的新的难溶盐是分散的，易被清洗掉。如用硫酸清洗碳酸盐垢生成新的硫酸盐沉淀：

另一方面，磷酸、柠檬酸等的酸根离子中有多个配位原子，可与二价金属离子结合成螯合物。酸对金属锈垢的作用主要是通过酸碱中和反应，使其转化为易溶于水的盐。因为金属锈垢主要是金属氧化物和氢氧化物。如果酸根对金属离子具有配合作用，也有利于金属氧化物的溶解。

酸性清洗剂的组成

酸性清洗剂的主要成分是氨基磺酸、柠檬酸、乙酸、羟基乙酸、草酸等。常用的是HCl和H2SO4。为了改善清洗效果，缩短清洗时间，减少酸对被清洗对象的损伤和对环境的污染，还常常添加缓蚀剂、湿润剂、消泡剂、抑酸雾剂和增厚剂等。这些添加剂中许多都是表面活性剂。

纳滤是一种分离尺度介于超滤及反渗透之间的压力驱动膜分离技术，也被称为低压反渗透。主流的商用纳滤膜是通过界面聚合方法制备的超薄复合膜，通常在聚砜基膜上合成超薄聚酰胺分离层。聚酰胺具有可电离的羧基和氨基官能团，其表面荷电性受环境pH影响，因此纳滤膜对溶质的分离机制主要包括孔径筛分和道南效应。受益于纳滤膜的高水通量和的小分子分离选择性，目前纳滤膜已广泛应用于水处理及食品加工过程。然而膜组件长期运行过程中不可避免会形成膜污染，从而降低水通量并影响分离性能，终限制了纳滤膜技术的大规模推广。虽然预处理、膜面改性和膜过程优化可以减轻污染程度，但膜清洗仍然是避免污染物累积和恢复膜分离性能的有效策略。
1. 化学清洗剂间的协同作用机制
膜清洗根据清洗机制分为物理清洗和化学清洗，其中化学清洗相比于物理清洗效果更佳，是快速恢复膜性能的有效方法。化学清洗剂根据试剂的性质可以分为酸性清洗剂、碱性清洗剂、消毒剂、表面活性剂、金属螯合剂和酶六类。化学清洗虽然能恢复膜分离性能，但也会对纳滤膜理化性质造成可逆/不可逆的影响，甚至破坏膜结构并影响分离性能。深入了解化学清洗对聚酰胺纳滤膜的作用机制，能够避免化学清洗对纳滤膜的损伤。此外，多种化学清洗剂之间也存在协同或抑制作用，阐明化学清洗剂间的相互作用有助于指导化学清洗过程。
图2. 耐化学清洗纳滤膜制备及膜污染控制研究思路
文章回顾了近年来膜污染表征技术的研究进展以及各类化学清洗剂对污染物的作用机制。随后论述了化学清洗对聚酰胺纳滤膜理化性质的影响，其中酸性清洗剂和氧化消毒剂会对纳滤膜分离层造成不可逆的损伤，导致分离性能下降；而碱性清洗剂会引起纳滤膜荷电性和膜孔的可逆变化，进而影响溶质截留和抗污染性能。同时，文章对清洗剂间的反应机制和协同/抑制作用进行总结，并探讨了膜污染控制和膜清洗的未来研究方向。文章不仅有助于指导绿色和的膜清洗过程，同时也为耐化学清洗纳滤膜的研发提供了新思路

清洗步骤的完善
对于反渗透系统变更水源后膜元件积垢组分的变化，将原有系统先酸洗后碱洗的方案改变为行酸洗，充分清洗掉膜表面污垢层的松散结垢成分，并进一步通过渗透溶解作用降低膜表面结垢层的机械强度；然后，通过第二阶段碱洗，将膜表面致密垢层外包裹的有机组分和微生物清洗去除；此后，通过第三阶段酸洗，采用大流量循环和小流量浸泡的方式，适当延长清洗时间，促进膜表面致密结垢层充分松散脱落，在不对膜元件脱盐层造成较大损伤的前提下尽量恢复膜元件的通量水平和运行压力。
反渗透系统运行方案

1、运行方案调整
按照以往系统的运行经验，连续使用固定的几套反渗透系统，而其余反渗透系统作为备用系统。但是，这种运行模式会加速备用反渗透系统内滋生微生物并进而导致系统污堵的几率和风险。虽然可以通过定期对反渗透系统进行低压冲洗来减缓这种趋势，但利用低压冲洗即浪费宝贵的淡水资源也不能处于系统末端的二段膜元件表面能够被完全冲洗干净。
因此，从生产运行方案入手，安排所有备用反渗透系统三天切换运行一次，并定时安排倒换运行反渗透，所有反渗透系统随时处于热备用状态。同时，根据温度升高反渗透系统产水通量升高，运行压力降低的理论，在满足反渗透给水温度上限的要求下，尽量提高反渗透系统给水温度，降低膜元件过流阻力，减少给水泵能耗，提高系统回收率。