反渗透膜清洗,反渗先酸还是透化先碱,这个问题我在现场被问过不下二十次。学清洗先洗去年在山东一个电厂,酸洗四支陶氏BW30-400膜元件压差涨到0.15MPa,还碱产水量掉了三成。反渗操作工拎着两个药箱问我:先上哪个?透化我让他先配碱液。他愣了两秒,学清洗先洗说以前师傅教的酸洗是先酸洗。结果碱洗一遍,还碱浓水侧导流网里冲出来的反渗全是黄褐色黏泥,pH从11.5降到9.8只用了十五分钟。透化这些有机物要是学清洗先洗先酸洗,蛋白质在酸性条件下变性凝固,酸洗会把膜表面的还碱污染物层糊得更死。
膜污染物分几类:碳酸钙垢、金属氧化物、胶体硅、有机物、微生物。酸洗针对的是无机盐垢,碱洗打的是有机物和生物膜。这两类东西在膜表面经常叠在一起,像千层饼——底下是碳酸钙,中间裹着腐殖酸,最上面趴着细菌分泌的胞外聚合物。你拿酸去啃最上面那层黏糊糊的东西,根本啃不动。酸能溶碳酸钙,但溶不了多糖和蛋白质。反过来,碱能水解有机物,把生物膜泡软冲走,却拿碳酸钙垢没办法。
碱洗把有机物和生物膜剥离之后,无机垢才暴露出来。这时候再上酸,柠檬酸或者盐酸循环半小时,碳酸钙反应生成二氧化碳和水,金属氧化物也溶解了。顺序反了会怎样?酸先接触膜表面,碳酸钙溶解产生大量二氧化碳气体,气泡在膜片间乱窜,可能把还没洗掉的有机物层顶破,碎屑卡进进水通道。更麻烦的是,酸洗时pH降到2左右,微生物尸体和有机物在酸性环境里会形成一层致密的胶状物,后续碱洗根本渗不进去。
有个例外情况:如果确认膜表面只有碳酸钙垢,没有有机物污染,那先酸洗没问题。怎么确认?看压差和产水量变化曲线。单纯结垢,脱盐率下降明显,压差上升快。有机物污染,产水量下降但脱盐率变化不大。不过现场很少这么单纯,地表水或中水回用的系统,碱洗永远是第一步。
碱洗温度控制在30到35度,超过40度膜片会加速水解。pH别超过12,陶氏膜手册写得很清楚,pH 12时碱洗时间不能超过30分钟。我见过有人用NaOH调到pH 13,泡了两小时,膜元件拿出来手一摸,表面滑腻腻的,脱盐率直接掉到85%。酸洗温度可以到40度,但柠檬酸浓度别超2%,否则螯合反应放热,局部温度能窜到50度以上。
循环流量也有讲究。碱洗时浓水流量调到额定值的1.5倍,但别超2倍,否则膜片抖动可能把密封圈震松。酸洗流量低一些,1.2倍就够。每洗15分钟测一次pH,碱洗pH掉到10以下就换药液,酸洗pH升到3以上也换。别心疼那点药剂,膜元件换一支几千块。
先碱洗,排掉废液,用反渗透产水冲洗到pH中性。然后酸洗,再冲洗。最后用0.1%的NaOH溶液循环10分钟,把膜表面残留的酸中和掉。这一步很多人省,省了以后产水pH会偏低,电导率仪读数飘。洗完之后别急着开高压泵,低压冲洗20分钟,把松动的污染物彻底冲走。
有个客户不听劝,先酸后碱,洗完产水量只恢复了七成。拆开膜壳一看,浓水侧隔网里塞满了白色絮状物——酸洗时析出的有机物碎屑。重新按碱酸顺序洗了一遍,恢复到设计通量的95%。他后来跟我说,省那半小时顺序,多花了三小时返工。
所以别纠结先酸还是先碱。打开膜壳端板看一眼,或者取点浓水测一下灼烧减重,有机物占比超过30%就老老实实先碱洗。膜这东西娇气,顺序错了它不会当场坏,但性能会一点一点往下掉,等你发现脱盐率跌破90%,已经晚了。