反渗透系统长期运行后,膜元件出现轻微污染是常见现象,尤其运行 5 年左右的设备,碳酸钙垢附着问题时有发生。不少运维人员会疑惑,这种情况下更换阻垢剂,是否需要先清洗膜元件?不清洗直接投加新药剂会有哪些影响?具体操作该如何推进?今天就结合实际运维经验,拆解这套标准化操作流程。
膜表面附着的轻微碳酸钙垢,看似不会严重影响系统运行,却会成为阻垢剂发挥作用的阻碍。阻垢剂的核心作用机理是分散水中钙、镁离子,抑制其结晶附着在膜表面。而膜上已有的碳酸钙垢会覆盖膜表面活性位点,让新阻垢剂无法与水中离子有效结合,相当于药剂的作用被大幅削弱。
不仅如此,旧垢未清除时,新阻垢剂还可能与垢层表面离子发生反应,生成更难溶解的复合垢,进而导致膜压差逐步升高、产水量出现衰减,同时造成药剂的额外消耗,提升运维成本。
当然,也存在可以简化清洗步骤的情况。当膜压差较初始值上升幅度不超过 5%,产水量较设计值下降不超过 3%,脱盐率没有明显波动,且膜表面仅为附着性软垢时,无需开展深度清洗,仅通过冲洗就能推进阻垢剂更换工作。
针对需要清洗和无需深度清洗两种场景,对应两套清晰的操作流程,可根据系统实际运行参数灵活选择。
场景一:需针对性温和清洗后更换阻垢剂该场景适用于膜压差上升幅度在 5%-10%、产水量下降 3%-5% 的情况,核心是通过温和清洗去除碳酸钙垢,同时避免对老化膜元件造成损伤。
预处理准备环节,先检查石英砂、活性炭、保安过滤器等预处理系统,更换 5μm 保安过滤器滤芯,确保进水 SDI 数值不超过 3、浊度低于 0.1NTU。提前 1 小时关闭旧阻垢剂和杀菌剂投加泵,用产水冲洗管路 30 分钟,防止旧药剂与后续清洗液发生反应。
配置清洗液时,选用分析纯柠檬酸,按 5%-8% 的比例与去离子水或产水混合,将 pH 值调节至 2.5-3.0 区间。清洗液温度控制在 25-30℃,用量按膜元件总容积的 1.5 倍计算即可。
循环清洗分两个阶段开展,全程使用清洗泵,将压力控制在 0.2MPa 以内。采用设计产水量 30% 的低流量循环 30 分钟,排出清洗液并观察是否有白色絮状物,以此判断除垢效果;第二阶段重新配置新鲜清洗液,按设计产水量 50% 的中流量循环 60-90 分钟,期间每 15 分钟检测一次清洗液 pH,若数值升高至 3.5 以上,及时补加柠檬酸回调至 2.5-3.0。
清洗完成后,用产水以设计产水量 70% 的流量正向冲洗膜系统 30-45 分钟,直至排水 pH 恢复至 6.5-7.5,且无柠檬酸异味。冲洗结束后停机 30 分钟,让膜元件充分浸润,避免残留酸液腐蚀膜表面。
投加新阻垢剂时,建议采用渐变替换方式。按推荐投加量的 50% 投加,运行 24 小时后,每 24 小时提升 25% 投加量,直至达到推荐值。若旧阻垢剂为含磷型、新阻垢剂为无磷型,投加前需取 500mL 进水做小试,分别加入新旧药剂,观察是否有沉淀生成,确认无异常后再批量投加。
场景二:简化冲洗后直接更换阻垢剂当系统满足无需深度清洗的条件时,可直接用产水以设计产水量 80% 的流量正向冲洗膜系统 60 分钟,去除膜表面松散旧垢和药剂残留。投加新阻垢剂时,先按推荐投加量的 80% 投加,运行 12 小时后提升至 100% 即可。
阻垢剂更换完成后,后续的监测工作同样关键。短期 1-7 天内,每日记录膜压差,若单日上升幅度超过 0.01MPa,需检查阻垢剂投加量是否充足;每 2 天检测一次浓水硬度,确保碳酸钙饱和度处于合理区间。长期 1-3 个月内,每月计算产水量衰减率,保持脱盐率波动不超过 0.5 个百分点,及时预判膜污染趋势。
对于运行 5 年的老化膜系统,还有两点特别提醒。一是清洗时避免使用浓度超过 10% 的强酸或强碱清洗液,防止加速膜表皮层损伤;二是优先选择低金属离子、低聚合物残留类型的阻垢剂,减少对老化膜的污染负荷。
反渗透系统运维的核心在于细节把控,更换阻垢剂看似简单,却直接影响膜元件寿命和系统运行效率。选对操作方式,才能在控制成本的同时,保障系统稳定运行。