在水处理等工业领域,反渗透系统是制备高纯度工艺用水、实现废水回用的核心设备,而反渗透膜作为系统 “心脏",其洁净程度直接决定系统运行效率与产水品质。清洗剂的选型是膜维护的关键环节,若与膜材质不匹配,不仅无法清除污染,还会造成膜元件不可逆损伤,进而影响整套化工水处理仪器的稳定运行。本文结合主流反渗透膜材质的特性,为行业从业者提供针对性的清洗剂选型方案。
芳香族聚酰胺膜是目前化工反渗透系统中应用的膜材质,兼具高脱盐率与高透水率优势,广泛用于化工工艺纯水、循环水补水制备等场景。该材质核心短板为不耐游离氯(余氯超过 0.1mg/L 即会氧化膜表面酰胺键),且酸碱耐受范围有限,常规工况下 pH 需控制在 3-10 区间。
在清洗剂选型上,针对碳酸钙、硫酸钙等无机结垢,可选用以柠檬酸、氨基磺酸为核心成分的酸性清洗剂,pH 精准调控至 2.5-3.5,且需确保药剂无游离氯残留;面对有机物、生物黏泥复合污染,优先选择氢氧化钠与偏硅酸钠复配表面活性剂的碱性清洗剂,pH 控制在 10-11,可搭配生物分散剂强化清洗效果;重度生物污染时,建议采用季铵盐类非氧化性生物清洗剂,规避氧化性药剂对膜的损伤。需注意,严禁使用含次氯酸钠、高浓度双氧水的氧化性清洗剂,以及 pH<2 或 pH>11 的强酸碱制剂。
醋酸纤维素膜是早期反渗透技术常用材质,成本较低,多用于中小型化工辅助水处理系统,但该材质抗污染性弱于聚酰胺膜,且不耐强碱,pH 超过 8 时易发生水解反应,同时易受微生物侵蚀。
清洗方案需以 “温和适配" 为核心,针对无机碳酸盐结垢,可选用柠檬酸、磷酸类酸性清洗剂,pH 维持在 3-4,既能除垢又可轻度抑制微生物繁殖;处理轻度有机物污染时,仅可选用 pH≤7.5 的弱碱性清洗剂,且清洗时间需控制在 15-30 分钟内,避免膜水解;生物污染治理可选用低浓度季铵盐类制剂,且必须提前进行小试验证兼容性。此外,该材质严禁接触 pH>8 的强碱性药剂、阳离子型高分子絮凝剂类清洗剂,以及高浓度胺类有机溶剂。
聚醚砜、聚偏氟乙烯等材质的特种复合膜,多用于化工高浓度有机废水、高温工艺水回用等特殊场景,其化学耐受性更强,pH 耐受范围可拓展至 1-13,部分型号可耐受中低浓度氧化性药剂。
针对这类膜的清洗,可选用高浓度柠檬酸与草酸复配的酸性清洗剂,pH 可低至 1.5-2,高效清除高硬度水质带来的重度无机结垢;处理有机与生物复合污染时,可采用 pH11-12 的强碱清洗剂,或复配浓度<0.5% 的双氧水进行氧化清洗;硅垢这类难溶性污染,需选用含氟化物螯合剂的专用清洗剂,且需严格按比例稀释,防止氟离子残留影响后续产水水质。需注意,禁用丙酮、甲醇等强有机溶剂,避免长时间使用 pH>13 的碱药剂加速膜基材老化。
以膜厂家手册为基准:不同品牌膜元件对清洗剂的要求存在差异,需优先遵循膜元件供应商提供的清洗药剂清单。
提前小试验证:新清洗剂投用前,可取小型膜片或在系统小流量回路中测试,监测膜通量、脱盐率变化,排查是否存在溶胀、变色等损伤。
严控清洗参数:无论何种膜材质,清洗剂温度需稳定在 25-35℃,过高温度会加速膜老化;单次循环清洗时间以 30-60 分钟为宜,且酸碱清洗剂需分阶段使用,中间必须用反渗透产水充分漂洗,杜绝直接混合产生盐类沉淀堵塞膜孔。