反滲透和納濾設(shè)備的清洗
1、反滲透和納濾設(shè)備清洗時(shí)機(jī)判斷：
反滲透系統(tǒng)的性能參數(shù)受溫度、壓力、pH、進(jìn)水水質(zhì)等因素的影響。為了準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)的清洗時(shí)機(jī)，應(yīng)依據(jù)膜元件生產(chǎn)商提供的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件或標(biāo)準(zhǔn)化軟件對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算，并和系統(tǒng)初始穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)對比，出現(xiàn)下列情況之一時(shí)應(yīng)對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行清洗：
① 運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，系統(tǒng)產(chǎn)水量比初始值下降15%以上。
② 運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，鹽透過率比初始值增加10%以上。
③ 運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，壓力容器壓差比初始值超過15%以上。
2、清洗的方式：
清洗的方式大致可分為：物理清洗（沖洗）、化學(xué)清洗（藥品清洗）和離線清洗（將膜元件取出清洗）三種方式。
2.1 物理清洗（沖洗）
物理清洗（沖洗）是不改變污染物的性質(zhì)，用低壓大流量水流沖洗出膜元件中的污染物，恢復(fù)膜元件的性能。
（1）沖洗的流速：裝置運(yùn)行時(shí)，顆粒污染物逐漸堆積在膜的表面。如果沖洗時(shí)的流速和制水時(shí)的流速相等或略低，則很難把污染物從膜元件中沖出來。因此，沖洗時(shí)要使用比正常運(yùn)行時(shí)更高的流速。通常，單支壓力容器內(nèi)的沖洗流速為：
8 英寸膜元件：7.2～12 m3/h；
4 英寸膜元件：1.8～2.5 m3/h。
（2） 沖洗的壓力：正常高壓運(yùn)行時(shí)，污染物被壓向膜表面造成污染。所以在沖洗時(shí)，如果采用同樣的高壓，污染物仍會被壓在膜表面上，清洗的效果不會理想。因此在沖洗時(shí)，應(yīng)盡可能的通過低壓、高流速的方式，增加水平方向的剪切力，把污染物沖出膜元件。壓力通常控制在0.3 Mpa 以下。如果在0.3 Mpa 以下，很難達(dá)到一定的流量時(shí)，應(yīng)盡可能控制進(jìn)水壓力，以不出產(chǎn)水或少出產(chǎn)水為標(biāo)準(zhǔn)。一般進(jìn)水壓力不能大于0.4 Mpa。
（3）沖洗的頻度：條件允許的情況下，建議經(jīng)常對系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。增加沖洗的次數(shù)比進(jìn)行一次化學(xué)清洗更有效果。一般沖洗的頻度推薦以一天一次為好。根據(jù)具體的情況，用戶可以自行控制沖洗的頻度。
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沖洗條件
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膜尺寸
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流量，m3/h
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壓力，Mpa
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頻度，次/日
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時(shí)間，分鐘
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8 英寸
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7.2～12
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＜0.3
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＞1
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10～15
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4 英寸
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1.8～2.5
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＜0.3
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＞1
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10～15
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（4）沖洗的步驟
①停止反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行。緩慢地降低操作壓力并停止裝置。如果快速停止裝置，壓力會急速下降，這可能會對管道、壓力容器以及膜元件造成損壞。
②調(diào)節(jié)閥門：全開濃縮水閥門；//全開進(jìn)水閥門；//全開產(chǎn)水閥門（如果運(yùn)行時(shí)產(chǎn)水閥門沒有全開的情況）。如果錯(cuò)誤的關(guān)閉產(chǎn)水閥門，壓力容器中的后半部的膜元件可能發(fā)生產(chǎn)水背壓，造成膜元件破損。
③沖洗作業(yè)：啟動(dòng)低壓沖洗泵；在緩慢打開進(jìn)水泵的同時(shí)，查看濃縮水流量計(jì)的流量；調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門，調(diào)節(jié)流量和壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值；10–15 分鐘后慢慢地關(guān)閉進(jìn)水閥門，停止進(jìn)水泵。
④恢復(fù)正常運(yùn)行。按日常啟動(dòng)程序啟動(dòng)系統(tǒng)。
（5）★注意事項(xiàng)：
①進(jìn)水水泵需要滿足正常運(yùn)行時(shí)的進(jìn)水流量（進(jìn)水流量= 產(chǎn)水流量+濃縮水流量），同時(shí)必須考慮滿足沖洗流量的要求。
②濃縮水管路和閥門的選擇也要考慮沖洗時(shí)的大流量。制水時(shí)，因?yàn)榛厥章矢�，濃縮水流量相對很小。沖洗作業(yè)時(shí)，要求低壓高流量，幾乎所有的進(jìn)水都從濃水管路排除，所以設(shè)計(jì)濃水管路和閥門時(shí)不僅要考慮造水時(shí)的流量也要考慮符合沖洗時(shí)的流量需要。如果僅僅考慮造水時(shí)的流量來設(shè)計(jì)管路和閥門，則在沖洗時(shí)濃水管路以及濃水閥門處的壓降升高，有可能達(dá)不到要求的流量或超過沖洗要求壓力。當(dāng)然， 也可以考慮另外設(shè)置沖洗專用管路。
③選定流量計(jì)時(shí)要考慮到可以讀取沖洗時(shí)的最大流量。
④對于多段反滲透系統(tǒng)，為了能夠更有效的沖洗膜元件，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有必要按可以分段沖洗進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：如果進(jìn)行全段沖洗，前段的沖洗水和污染物會一起流入后一段中，容易造成后段的堵塞。段數(shù)的增加同時(shí)也意味著沖洗水流經(jīng)的膜元件數(shù)量增加。為了能夠達(dá)到流量要求，需要加大進(jìn)水壓力。有可能會超過沖洗壓力的允許值，導(dǎo)致膜表面的壓力升高，降低沖洗的效果。
進(jìn)行第一段沖洗時(shí)，全開第一段沖洗濃水排水管路的閥門，關(guān)閉第一段濃水和第二段進(jìn)水間閥門、第二段和第三段的進(jìn)水沖洗閥門。進(jìn)行第二段沖洗時(shí)，全開第二段沖洗濃水排水管路的閥門，關(guān)閉第一段，第三段的進(jìn)水沖洗閥門，關(guān)閉第一段濃水和第二段進(jìn)水間閥門，關(guān)閉第二段濃水和第三段進(jìn)水間閥門。進(jìn)行第三段沖洗時(shí)，全開第三段沖洗濃水排水管路的閥門， 關(guān)閉第一段，第三段的進(jìn)水沖洗閥門， 關(guān)閉第二段濃水和第三段進(jìn)水間閥門。
2.2 化學(xué)清洗（在線）
化學(xué)清洗（在線）是使用相應(yīng)的化學(xué)藥劑，改變污染物的組成或?qū)傩�，恢�?fù)膜元件的性能。
（1）在線化學(xué)清洗設(shè)備：
在線清洗是膜元件保留在壓力容器中進(jìn)行，如下圖所示。
清洗設(shè)備一般包含清洗水槽，過濾器、循環(huán)泵、壓力表、溫度計(jì)、壓力表、閥門、取樣點(diǎn)以及管線。清洗水槽的容積要保證滿足連接軟管、管路和反滲透壓力容器內(nèi)置換用水水量的要求。
化學(xué)清洗用設(shè)備使用酸和堿等化學(xué)藥品，設(shè)備材質(zhì)需要選擇耐腐蝕材料。
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化學(xué)清洗系統(tǒng)規(guī)格和★注意事項(xiàng)
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設(shè)備及工具
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規(guī)格及★注意事項(xiàng)
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清洗用水槽
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①FRP 或聚乙烯；②藥劑容易添加的高度，保證添加口的寬度，容易混合；③藥品液的出口盡可能的設(shè)計(jì)在清洗槽的底部；④設(shè)有液位計(jì)；⑤清洗液體積刻度。
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循環(huán)清洗泵
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①離心泵；②SUS316 以上材質(zhì)；③循環(huán)泵的出口設(shè)有排氣口，兼為取樣口；④循環(huán)泵的壓力為0.5 Mpa。
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保安過濾器
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除去化學(xué)清洗中產(chǎn)生的5 微米以上的粒子。
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流量計(jì)
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測定清洗流量
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壓力表
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①測定RO 進(jìn)水壓力；范圍0-0.6Mpa。
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溫度計(jì)
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測定水的溫度
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閥門
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①調(diào)節(jié)沖水流量；球閥。
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取樣
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設(shè)置在供給水和濃水管路，測定pH 值、TDS 或電導(dǎo)率。
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配管
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①軟管；②聚氯乙烯（PVC）
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提攜式計(jì)量器
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①pH 計(jì)；②TDS 計(jì)（或電導(dǎo)儀）
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秤
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稱量藥品（粉末狀）
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量筒
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稱量藥品體積（液體藥品）
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取樣瓶
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取樣用
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清洗液體積的計(jì)算
清洗液的總體積包括壓力容器、清洗管道、高壓管路和過濾器的體積及20%的裕度。清洗液體積計(jì)算包括粗略估算和精確計(jì)算兩種方式。
粗略估算清洗液體積：根據(jù)膜元件型號和污染程度而定，對于一般污染情況：
每支4040 型膜元件需配制10 升清洗液；
每支8 英寸膜元件需配制40 升清洗液。
對于嚴(yán)重污染情況：每支4040 型膜元件需配制18 升清洗液；
每支8 英寸膜元件需配制55 升清洗液。
常用管路的容積率
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管路直徑（in）
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容積率
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2
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0.16 加侖/英尺2.0 升/米
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3
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0.37 加侖/英尺4.6 升/米
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4
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0.65 加侖/英尺8.1 升/米
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壓力容器的容積
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膜元件尺寸
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每支膜元件的容積加侖（升）
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4040
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2（8）
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8040
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8（32）
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注意： 清洗液體積的計(jì)算示例僅供參考。
（2）在線化學(xué)清洗步驟
一般的化學(xué)清洗步驟如下所示，具體的事項(xiàng)根據(jù)現(xiàn)場的工作條件及清洗的要求確定。
①?zèng)_洗膜元件。用反滲透產(chǎn)水或離子交換水進(jìn)行幾分鐘沖洗。
②配置藥品。應(yīng)確保在進(jìn)入元件循環(huán)之前，所有的清洗化學(xué)品得到很好的溶解和混合。
③循環(huán)清洗。用低流量置換膜元件中的水，排放一部分清洗液后，進(jìn)行循環(huán)。污染嚴(yán)重時(shí)，如果選擇大流量循環(huán)，則有可能會產(chǎn)生壓差過高的問題，從而損壞膜元件（單支膜元件最大壓降0.07 MPa）。此時(shí)，采用以下方法進(jìn)行操作比較可靠：
循環(huán)運(yùn)行開始5 分鐘，按設(shè)定流量1/3 的量進(jìn)行循環(huán)；循環(huán)5～10 分鐘間，按設(shè)定流量2/3 的循環(huán)流量循環(huán)；10 分鐘后按流量要求循環(huán)。
循環(huán)的時(shí)間要根據(jù)具體情況決定。一般已1 小時(shí)為準(zhǔn)。這期間要隨時(shí)檢測pH 值是否變化。壓力應(yīng)該盡量保持較低的水平，盡可能的沒有產(chǎn)水出現(xiàn)。同時(shí)監(jiān)測壓差是否有變化。
④浸泡及再循環(huán)。緩慢關(guān)閉反滲透膜元件入口的閥門，循環(huán)量接近零時(shí)，關(guān)閉循環(huán)泵。為了防止液體流出壓力容器，浸泡時(shí)可以關(guān)閉相關(guān)的閥門。浸泡的時(shí)間根據(jù)污染的程度決定。一般在1-12 小時(shí)范圍。浸泡后打開相關(guān)閥門再進(jìn)行循環(huán)。
⑤沖洗。用反滲透產(chǎn)水或離子交換水沖洗膜元件和清洗裝置中的藥液。這時(shí)系統(tǒng)從循環(huán)狀態(tài)替換到排放狀態(tài)。用供給水沖洗膜系統(tǒng)。沖洗的時(shí)間大約為20 – 60 分鐘�？梢酝ㄟ^測定排水的pH 值和電導(dǎo)率來判斷沖洗是否徹底，pH 值和電導(dǎo)率的數(shù)值和進(jìn)水的數(shù)值相近，并不再發(fā)生變化時(shí)就可以停止沖洗。
⑥試運(yùn)行。正常啟動(dòng)系統(tǒng)，初期產(chǎn)水要排放掉，直至產(chǎn)水的水質(zhì)達(dá)到要求為止。為了得到穩(wěn)定的反滲透產(chǎn)水水質(zhì)，恢復(fù)的時(shí)間有時(shí)要幾小時(shí)到幾天時(shí)間。尤其采用堿性溶液清洗（高pH 值）后，水質(zhì)恢復(fù)需要較長的時(shí)間。
（3）在線化學(xué)清洗藥劑
反滲透系統(tǒng)化學(xué)清洗劑的選擇推薦
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污染物
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首選化學(xué)清洗劑
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清洗條件
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備選化學(xué)清洗劑
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無機(jī)鹽垢（如鈣垢）
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HSY-420 溶液
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pH 值：1～2；
溫度＜38℃
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HSY-410
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金屬氧化物（如鐵、鋁等）
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HSY-410 溶液
HSY-430 溶液
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溫度＜35℃
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HSY-440
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不溶于酸的CaF；
BaSO4；SrSO4；CaSO4
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HSY-420 溶液
HSY-430 溶液
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溫度＜35℃
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HSY-440
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無機(jī)膠體（如淤泥）
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HSY-430 溶液
HSY-440 溶液
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pH 值: 11-12
溫度< 30℃
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硅垢
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HSY-430 溶液
HSY-440 溶液
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pH 值: 11-12
溫度< 30℃
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HSY-430 溶液+HSY-440 溶液
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微生物
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HSY-430 溶液
HSY-440 溶液
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pH 值: 11-12
溫度< 30℃
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HSY-430 溶液+HSY-440 溶液
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有機(jī)物
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HSY-430 溶液
HSY-440 溶液
通常做為第一步清洗
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pH 值: 11-12
溫度< 30℃
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HSY-420 溶液
通常做為第二步清洗
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說明：
① 對于細(xì)菌污染物采用消毒和清洗劑清洗是最有效的。先進(jìn)行消毒，然后用清洗劑去污。
② 對于多種污染物同時(shí)并存的情況，通常需要多種清洗方法結(jié)合才能達(dá)到良好的效果。
③清洗順序一般是先進(jìn)行除鐵清洗，然后進(jìn)行酸性清洗，再進(jìn)行堿性清洗。如果清洗后的脫鹽率不理想，可以再使用酸液在膜表面進(jìn)行沖刷一遍。然后用預(yù)處理后水（最好是RO 產(chǎn)品水）將清洗液沖洗干凈。
（4）在線化學(xué)清洗注意事項(xiàng)
①當(dāng)使用任何清洗化學(xué)品時(shí)，必須遵循獲得認(rèn)可的安全操作規(guī)程使用藥品前，仔細(xì)閱讀從藥品公司處得到的藥品安全表格(MSDS)和藥品所明；操作時(shí)，穿戴安全眼鏡、防護(hù)手套和工作服。尤其是在使用某些腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)藥劑時(shí)（如清洗硅污染時(shí)可能使用含氟藥劑），建議在專業(yè)人員指導(dǎo)下進(jìn)行清洗。
②應(yīng)分開各段清洗壓力容器，對于多組件系統(tǒng)，不要試圖一次清洗整個(gè)系統(tǒng)，否則會降低清洗效果。清洗各段組件時(shí)，應(yīng)重新配制清洗液!
③在清洗化學(xué)藥品與膜元件循環(huán)之后，應(yīng)采用高品質(zhì)的不含余氯等氧化劑的水對膜元件進(jìn)行沖洗（最低溫度＞20℃）。推薦用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水，如果沒有，對管道沒有腐蝕問題時(shí)，可用經(jīng)脫氯的飲用水和經(jīng)預(yù)處理的沒有硬度、游離氯和鐵給水。
④在清洗溶液進(jìn)入系統(tǒng)之前，應(yīng)使溫度及pH 值保持穩(wěn)定。提高清洗溶液溫度將有助于清洗效果。過高的溫度將會損壞膜。請事先查閱膜生產(chǎn)廠商規(guī)定的最高允許溫度及pH 值。在清洗過程中，污染物會消耗清洗藥品，pH 值會因此發(fā)生變化，藥品的清洗能力會降低。因此要隨時(shí)監(jiān)測pH 值的變化，及時(shí)調(diào)節(jié)pH 值。一般測定pH 值偏離于設(shè)定pH 值0.5 以上時(shí)，需要添加藥品。使用前校正pH 計(jì)。在清洗液循環(huán)期間，pH2～10 時(shí)溫度不應(yīng)超過50℃，pH1～11 時(shí)溫度不應(yīng)超過35℃，pH1～
12 時(shí)溫度不應(yīng)超過30℃。
⑤清洗液流動(dòng)方向與正常運(yùn)行方向必須相同，以防止元件產(chǎn)生“望遠(yuǎn)鏡”現(xiàn)象，因?yàn)閴毫θ萜鲀?nèi)的止推環(huán)僅安裝在壓力容器的濃水端。
⑥清洗過程中，當(dāng)清洗過濾器的壓降超過10psi 時(shí)，需更換過濾器濾芯。更換清洗劑同時(shí)應(yīng)更換保安過濾器濾芯。
⑦前一種清洗劑完全沖洗干凈后，再使用另一種清洗劑，使用完最后一種清洗劑后，將整個(gè)系統(tǒng)徹底沖洗干凈。在恢復(fù)到正常操作壓力和流量前，必須注意開始要低流量和壓力下沖洗大量的清洗液。此外，在清洗過程中清洗液也會進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)，因此，產(chǎn)水必須排放10 分鐘以上或直至系統(tǒng)正常啟動(dòng)運(yùn)行后產(chǎn)水清澈為止。
2.3 離線清洗
離線清洗是指從大系統(tǒng)中取出一支膜元件，用特定的清洗裝置進(jìn)行化學(xué)清洗。離線清洗主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
對系統(tǒng)中出現(xiàn)問題的膜元件進(jìn)行有針對性的檢測；
對大系統(tǒng)進(jìn)行清洗前，檢驗(yàn)單支膜元件的清洗效果試驗(yàn)；
用于小系統(tǒng)清洗，單支膜的清洗方式可以增加清洗的效果。
★注意事項(xiàng)：
（1）膜清洗后，系統(tǒng)運(yùn)行前應(yīng)對預(yù)處理進(jìn)行清洗及再生，并且換保安過濾器濾芯。
（2）清洗時(shí)必須要注意，一定不要超過膜廠商規(guī)定的清洗溫度、流速及壓力。
（3）應(yīng)分開清洗系統(tǒng)中并聯(lián)組件的各個(gè)段。全部段清洗完后，使用清水沖洗。
（4）所選泵的大小，應(yīng)達(dá)到能輸送壓力容器數(shù)目最多的一組所需的流速。
鄭州昊晟濾材設(shè)備有限公司
2022年3月12日
