【国家标准(GB)】 反渗透系统膜元件清洗技术规范

ICS 71.100.40;19.020
中华人民共和国国家标准
GB/T23954—2009
反渗透系统膜元件清洗技术规范Technical regulations for cleaning of reverse osmosis membrane element2009-06-02发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2010-02-01实施
本标准的附录A为规范性附录，附录B、附录C为资料性附录。本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由全国化学标准化技术委员会水处理剂分会(SAC/TC63/SC5)归口。GB/T23954—2009
本标准负责起草单位：同济大学、广州市特种承压设备检测研究院、中海油天津化工研究设计院、天津正达科技有限责任公司。
本标准主要起草人：玉声、杨麟、陈爱民、李茂东、冯碧萍。1范围
反渗透系统膜元件清洗技术规范GB/T23954——2009
本标准规定了反渗透系统膜元件清洗过程中的技术要求、清洗前的准备工作、污染物判断、系统清洗及清洗效果验收。
本标准适用于反渗透膜系统的膜元件清洗。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB8978污水综合排放标准
GB/T12145火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T19249反渗透水处理设备
DL/T588水质污染指数测定方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
reverseosmosismembrane
反渗透膜
用特定的高分子材料制成的，具有选择性半透性能力的薄膜。它能够在外加压力作用下，使水溶液中的水和某些组分选择性透过，从而达到纯化或浓缩、分离的目的。3.2
reverseosmosismembraneelement反渗透膜元件
反渗透膜构成的基本使用单元。3.3
反渗透膜组件
reverseosmosiselement
将一只或数只反渗透膜元件按一定技术要求串联，与单只反渗透膜壳组装面成的组合构件。3.4
反渗透装置
reverseosmosisunit
将反渗透膜组件用管道按照一定排列方式组合、连接而成的组合式水处理单元。3.5
reverseosmosissystemwwW.bzxz.Net
反渗透系统
利用反渗透膜对符合条件的水进行处理的工艺总称，它由保安过滤器、反渗透装置、化学清洗装置、加药装置等工艺单元组成。
段stage
在反渗透装置中，反渗透膜组件按浓水的流程串接的阶数。3.7
stagepressure
段间压差/段压差
某段的进水与出水（浓水）之间的压力差。1
GB/T23954—2009
系统压差systempressure
系统的总进水与出水（终端浓水）之间的压力差。3.9
脱盐率satrejection
反渗透装置及膜元件除盐效率的数值。3.10
回收率recovery
反渗透装受对原水利用效率的数值。3.11
产水permeate
经过反渗透装置处理后所得的水3. 12
concentrat
经过反渗透装置处理后所得的含盐量被浓缩的水3. 13
产水通量xtlon
单位时间内单位反参透膜面积上透过的水量。3. 14
考染指数
densityindex
用于评价水中杂质对反渗透膜污染能力的一种参数，一般采用15min测定法。3.15
预处理系统
terpretreatmentsystem
将原水处理成符合反渗透装置对进水水质要求的工艺总称，它由絮凝、沉滤、介质过滤、活性炭吸附、微滤、超滤等工艺单元组成。3.16
化学清洗剂
Chemical cleaning agent
投加在反渗透系统花学清洗中为清除膜表面污垢的化学药品。3.17
在线化学清洗
cleaning,in place,CIP
利用固定配置的清洗装置，采用一定配比的化学药品溶液对反渗透装置内的膜元件进行的化学清洗过程。
离线化学清洗cleaningoffline
从反渗透装置内取出膜元件，用独立的清洗装置对膜元件进行的化学清洗过程。3.19
分段清洗separatecleaningofeachstage利用固定配置的清洗装置，按段分别对反渗透装置内的膜元件进行的化学清洗过程。3.20
净化水purificationwater
经预处理系统处理后所得的水。3.21
冲洗flushing
采用低压大流量的水冲洗膜元件的过程，以冲洗掉附着在膜表面的污染物或堆积物，或置换膜装置内的清洗废液或积水。
4总则
GB/T23954-—2009
4.1反渗透系统膜元件的化学清洗，是除去膜表面污垢、恢复膜元件性能的必要措施。4.2由专业技术人员制定清洗方案和措施，并有完备的审核、审批手续。清洗过程中进行必要的监督，清洗结束后，对清洗效果检查、评定4.3负责清洗单位按附录A对参加清洗人员进行技术和安全教育培训，使其熟悉清洗系统、清洗方案和措施，掌握安全作业程序。清洗作业人员在清洗过程中严格遵守清洗方案和安全措施，确保人身、设备安全。
4.4系统化学清洗的确定
当反渗透膜表面受到无机盐垢、金属氧化物、微生物、胶体颗粒和不溶性的有机物污堵时，会导致标准化产水量和脱盐率（按GB/T19249计算）下降、段间压差增加。出现下列情况之一时，并判定是化学污染造成的，对反渗透系统进行化学清洗：一运行数据标准化后，系统产水量比初始值下降15%以上；运行数据标准化后，脱盐率比初始值下降10%以上；一运行数据标准化后，段间压差比初始值增加15%以上。4.5清洗方式
4.5.1在线化学消洗
在线化学清洗分为不分段清洗和分段清洗。4.5.1.1不分段清洗
可以对系统所有段同时进行化学清洗。在设定的循环清洗流量能够确保清洗效巢，且第一段和最后一段流速均符合膜元件生产商规定的流速范围内，可采用不分段清洗。4.5.1.2分段清洗
对于高流速循环清洗才能确保清洗效巢时，应对系统的各段分别进行化学清洗，以保证各段循环流速不超过膜元件生产商规定值。4.5.2离线化学清洗
当膜元件污垢严重，在线清洗效果不好时，应采用离线化学清洗。5技术要求
5.1在制定清洗方案及现场清洗措施时，除应符合本标准外，还应符合与设备相关的技术条件或规范。5.2清洗前应拆除或隔离易受清洗液损害的部件和其他配件。5.3清洗效果的验收按8.1～8.3的规定执行。5.4清洗废液应经过处理，符合GB8978的规定后才能排放。6清洗前的准备工作
6.1清洗参数的选择
清洗药剂、流速、温度、压力等参数的选择，应根据污垢种类、反渗透系统构造等确定，必要时通过试验确定。选择的清洗药剂在保证清洗效果的前提下，综合考虑经济性和环保要求等因紫。6.2判定反渗透系统性能下降的原因通过对系统的全面调查，分析判断反渗透装置性能下降的原因。是污垢导致的，可进行化学清洗圾大限度地恢复膜的性能；因机械损伤或其他原因造成的，则不能通过化学清洗来恢复系统性能。6.2.1系统调查
除全面了解原水水质全分析报告、水处理系统工艺流程、反渗透装置设计参数、反渗透系统具体运行参数、系统材质（参见附录B、附录C)外，还应考查下列情况：3
GB/T23954—2009
RO膜元件设计数量、排列是否合理；根据水质分析系统污染趋势，生物污染、盐垢类污染或是胶体污染等，经过分析原水水质报告，能预测发生污垢的可能性；检查前几次的清洗过程及消洗效果；d)
分析SDI(按DL/T588)及微孔滤膜膜面上所截留的污物；打开膜端板，观察一段进水侧第一只和二段出水侧最后一只膜元件颜色和重量的变化，推断污染程度；
根据RO运行数据变化趋势判断系统污染种类及程度(进水压力、段间压差、产水流量及脱盐率等；根据预处理系统再生频率、去除效果判定原水清洁状态及膜元件被污染趋势；根据保安过滤器滤芯污染物判断可能污染物：判断系统选材是否合适，有无金属腐蚀产物带人水源，通过解剖膜元件进行膜面及垢样分析；预处理药剂投加系统是否正常，药剂种类及投加量是否合理；系统停机后的冲洗是否及时和充分；1)
系统运行回收率是否在设计规程允许范围之内；n）是否存在其他操作不当现象；o）确定机械问题述是化学污染造成膜元件衰减。6.2.2判定污垢种类
通过对反渗透
污垢的种类。
统运行状况的全面调查，根据运行参数变化情况和污垢表象观察可根据表1判别or
污垢分类和判别二二
污垢分类
颗粒类污染物的污积
（碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等
微生物
（细菌黏泥等）
有机物
（聚电解质、油脂等）
胶体物
金属氧化物
污垢特征
进水侧可见颗粒污染物
最后一段浓水侧可见结垢
保安过滤器滤芯或膜进水侧滑腻有异味。第一段膜表面有十分黏稠胶状沉积物进水、浓水或产水水样中含大盘微生物分析SDI滤膜上的截留物
分析进水中的油利有机物“
将污垢研碎加人乙醚后，溶液呈黄绿色污染指数SDI超标
分析SDI滤膜上的截留物
进出水端面为红棕色
系统有金属腐蚀现象
分析进水中的铁、锰、镍、铜、锌等含量6.2.3化学清洗不能恢复系统性能的情况判定运行参数变化情况
第一段产水册降低
第一段差增加
脱盐率降低
最后段压差迅速增加
最启一段膜元件增重
最后一段产水量降低
脱盐多降低
第开段产水册降低
第一段压差增加
污染严重时脱盐率降低
第一段产水量降低
第一段压差增加
脱盐率可能升高
第一段压差增加
产水逐渐降低
第一段产水量降低
第一段压差增加
脱盐率降低
因机械损伤或其他原因造成的反渗透系统性能下降，有下列情形之一的，则无法通过清洗来恢复系统性能：
“O\形圈泄漏导致的脱盐率下降；进水与浓水压差过大造成的膜元件机械损坏(望远镜现象）；结晶体或金属颗粒造成的膜表面磨损；产水背压造成的复合膜复合层间的剥离；余氟、漠、臭氧或其他氧化物造成的膜氧化损坏：膜元件或产水中心管严重的机械损伤导致的泄漏；保安滤器内短路导致的膜元件受到物理堵塞；预处理介质过滤器穿透造成膜元件被细小粉末污堵；盐水密封损坏导致的无规律的压降增加。6.3清洗方案制定
6.3.1清洗药剂的选择
应根据污垢的性质，有针对性的选择化学清洗剂。一般按表2确定清洗剂。表2清洗剂的选择
污垢种类
碳酸盐垢
硫酸盐垢
金属氧化物
胶体物
有机物
微生物
清洗液
0.2%盐酸
0.5%磷酸
2.0%柠檬酸
0.1%氢氧化钠
1.0%EDTA四钠
0.1%氢氧化钠
0.025%十二烷基苯磺酸钠
1.0%焦亚硫酸钠
0.5%磷酸
2.0%柠檬酸
0.1%氢氧化钠
0.025%十二烷基苯磺酸钠
0.1%氢氧化钠
0.025%十二烷基苯磺酸钠
0.2%盐酸
0.1%氢氧化钠
1.0%EDTA四钠
0.2%盐酸
0.1%氢氧化钠
0.025%十二烷基苯磺酸钠
0.1%氢氧化钠
6.3.2清洗药剂用量的确定
使用条件
温度≤35℃
温度≤35℃
温度≤35℃
用氨水调节pH值为3.0
温度≤30℃
pH≤12
温度≤30℃
pH≤12
温度≤30℃pH>2
温度≤30℃
用氨水调节pH值为3.0
温度≤30℃
pH≤12
温度≤30℃
第一步pH12
第二步pH>2
温度≤30℃
第一步pH≤12
第二步pH>2
温度≤30℃
pH≤12
温度≤30℃pH≤12
根据反渗透清洗系统的容积和污垢情况，确定各种清洗药剂用量。6.3.3清洗方式的确定
根据污垢的污染程度以及反渗透系统构造，确定清洗方式。GB/T23954—2009
清洗效果最好
清洗效果可以
清洗效果可以
清洗效果最好
消洗效果可以
清洗效果最好
消洗效果可以
清洗效果可以
清洗效果最好
用NaOH和十二烷基苯磺酸钠
作第一步清洗；再用HCI清洗作
第二步清洗
清洗效果可以用NaOH和
EDTA四钠作第一步清洗；再用
HCI清洗作第二步清洗
消洗效果最好
清洗效果可以
GB/T23954—2009
采取不分段清洗方式时，计算各段膜元件的流速或流量，防止第一段的循环清洗流速过低影响清洗效果；同时防止最后一段清洗流速过高而损坏膜，以最后一段的最高流速为控制值。高流速的循环清洗应采取分段清洗，分段清洗流量可按膜元件规定的高、中、低流速确定，一般情况下应选用高速清洗方式。可以通过清洗泵分别清洗各段，或针对每段清洗流速的要求设置不同循环清洗流量。
6.3.4清洗温度的确定
清洗液应根据膜元件生产商规定的最高温度控制范围，或参照表2的要求，确定最佳清洗温度。6.3.5确定清洗顺序
清洗时一般先酸洗后碱洗。当生物污垢严重时，宜先碱洗、再杀菌、最后酸洗。为取得最佳清洗效果，也可根据实际应用情况，变化清洗顺序。7系统清洗
7.1清洗装置
在线清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环，此时膜元件仍装在压力容器内而且需要用专门的清洗装置来完成该工作。反渗透系统清洗装置示意图见图1。@?
一产品水
正常供水
循环清洗泵；
-清洗箱；
保安过滤器：
段膜元件：
二段膜元件：
三段膜元件；
搅拌机；
电加热器；
9----反渗透高压泵；
10--清洗液回流总管；
11---清洗透过液回流总管；
RO膜壳
RO膜壳。
、二、三段（分段清洗）清洗液回流管；6
RO膜壳
一浓水
一、二、三段（分段洗）清洗透过液回流管；清洗液进液总管；
、二、三段（分段漪洗)清洗液进液管；一配置用水进水管；
排放管；
放空管；
取样管；
溢流管；
回流管；
排气管；
一级三段卷式膜元件反渗透系统清洗装置示意图③
配药水
流盘计；
压力计；
温度计；
.配载电动机；
电导率计；
-“-波位计；
-pH计：
各类阀门；
止回阀；
-排水收集。
7.1.1清洗箱
GB/T23954—2009
7.1.1.1针对膜元件的清洗液pH值范围可能在2～12之间，因此清洗系统应采用耐腐蚀材料建造混合与循环的清洗箱可以是聚丙烯或玻璃钢（FRP)等耐酸碱腐蚀材料。7.1.1.2清洗箱应设有可移动的盖子。7.1.1.3清洗箱应有加热装置和温度计，某些情况下需要控制清洗温度以达到最佳效果。7.1.1.4清洗箱回水尽量延伸到清洗液位下并且远离泵吸入口正上方，以免回流液带气泡进入循环泵，影响清洗质量。
7.1.1.5清洗箱的容积应能满足系统清洗容量的要求。7.1.1.6清洗箱的强度满足安全技术要求。7.1.2保安过滤器
7.1.2.1通常设计滤芯为5μm～10μm，用于去除已在清洗过程中沉积出来的污染物。7.1.2.2保安过滤器的设计流量应满足系统清洗最大流量的要求。7.1.3清洗泵
7.1.3.1清洗泵应选用低扬程，高流量的耐腐蚀泵。7.1.3.2清洗泵应设置回流或出口阀门以调节流量。7.1.3.3清洗压力一般控制在0.4MPa以下。7.1.4取样点
要安装取样阀门以观察清洗液变化情况，并随时对清洗液有关参数进行监测。应分别装设清洗液进口、清洗液回流、渗透液取样装置。7.1.5产水回路
7.1.5.1清洗过程中会有少量产水（透过液），为保持清洗液浓度稳定，应将产水送回清洗箱。7.1.5.2在清洗和冲洗阶段，产水回路阀门处于常开状态，以免因产水背压损坏膜元件。7.1.6清洗循环回路
清洗液流动方向应与正常运行时的方向相同，防止膜元件机械损坏（望远镜现象）。7.1.6.2分段清洗时，应有防止前段膜元件产生背压的可靠措施。7.1.6.3分段清洗时，应有防止各循环回路间短路的措施。7.1.6.4
清洗液回流应接室清洗箱。分段清洗时，各段均应装设清洗液回流路。7.1.6.5应设置清洗泵至清洗箱的循环回流管路，并安装调节阀，控制清洗流量。7.1.7
监测仪表
7.1.7.1清洗箱应装具有温度调节装置的温度计。7.1.7.2清洗箱应装液位计，并宜装设低液位控制器。7.1.7.3保安过滤器出口应装设流量计。7.1.7.4保安过滤器进口、出口应装设压力表。7.1.8混合器或搅拌
用于化学药剂在清洗箱的溶解和混匀，应设置一个清洗泵至清洗箱的循环回流管路或加搅拌装置。7.2清洗步骤
7.2.1低压冲洗
根据制定的清洗方式，将反渗透装置切换到清洗状态，用产水（符合GB/T12145相关要求）低压(0.3MPa～0.35MPa）冲洗反渗透和清洗装置，待确认冲洗干净，排空装置内的充水。7.2.2严密性试验
调整好阀门到清洗状态，以产水进行循环试漏，确定管路畅通无漏点，阀门位置正确后开始转入正7
GB/T23954—2009
式清洗操作。
7.2.3配制清洗液
根据系统水容积计算化学药剂的用量，用产水在清洗箱中配制清洗液，应将药剂溶解混合均匀。7.2.4加热清洗剂
将清洗液加热升温至设计清洗温度。7.2.5置换系统内原水
以低流速和尽可能低的压力置换膜元件内的原水，压力应低至不会产生明显的渗透水。最大限度的防止污垢再次沉积到膜表面，视情况排放部分浓水以防止清洗液被稀释。7.2.6低流速循环清洗
当系统内的原水被置换掉后，将清洗液回流至清洗箱，并保持清洗液温度恒定。低流速循环清洗30min左右。
7.2.7浸泡
对于难以清洗的污垢，可以采取浸泡的方式。浸泡时间视情况而定，有的污垢浸泡1h，有些可能需要10h。若需要长时间浸泡才能达到良好的清洗效果时，为了维持浸泡清洗液的温度，可以采取很低的循环流速。
7.2.8高流速循环清洗
在膜制造商允许的高流速下循环清洗45min左右，或视污染情况而定。7.2.9低压冲洗
用预处理净化水或反渗透产水低压冲洗反渗透系统，直至排出液为中性。7.2.10清洗时注意事项
滑洗时应注意如下情况：
清洗过程中，观察清洗液颜色变化及pH变化，进行补加药剂或更换药剂处理a
每一步清洗完成以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中充满产水以备下一步清洗；如果需要更换几种药剂清洗，则以产水依次溶解不同清洗药剂，重复7.2.3～7.2.9清洗步骤c)
至清洗操作全部完成：
膜系统进行全面清洗的过程包括生物黏泥清洗、垢和金属氧化物、胶体粒子清洗三个程序在实际运用过程中，可根据系统的实际情况而采用其中的一个或两个程序来进行清洗；e）
对于发生严重微生物污染的反渗透系统，仅采用化学清洗并不能完全去除膜表面的生物膜，还需要进行相应的消毒处理，应注意在消毒过程中绝不能使用会对反渗透膜元件造成损害的杀菌剂；
）清洗完毕投人运行，在冲洗反渗透系统后，在产水排放阀打开状态下运行反渗透系统，直到产水清洁、无泡沫或无清洗剂，高压产水至电导率恢复完全，转人正常运行。8清洗效果验收
8.1清洗验收资料包括清洗方案、清洗操作步骤、分析数据、清洗前后工艺运行参数对比表（见表3）以及清洗效果评价等。
8.2在了解反渗透系统工艺设计运行工况的基础上，根据表3和膜元件性能以及相应的规定条件，综合评价清洗效果。
8.3若条件充许，可根据膜元件规定的方法对清洗后的运行参数进行标准化计算，将标准化的数据与初始性能数据值进行对比，评价清洗效果。8
进水压力/MPa
一段压差/MPa
二段压差/MPa
进水量/(m2/h）
产水量/(m/h)
进水电导率/(μS/cm）
产水电导率/(μS/cm)
脱盐率/%
水温/℃
表3反渗透装置清洗前后运行参数表初始值
清洗前
注1：初始值是指系统开机平稳运行前10天的平均值。注2：清洗后选水压力来高于初始运行压力的10%或不高于清洗前的进水压为。GB/T23954—2009
清洗后
注3：清洗后告段运行压差不高于初始运行压差的20%，或各段运行压差较清洗前下降占%以上。注4：清洗后产冰流量不低于初始运行产水流量的10%或产水流量上升5%以上具不高于设计值。注5：清洗后系统脱盐率不能低于清洗前系统脱盐率。四
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