反渗透备用膜元件在离线清洗中的重要性
1 反渗透膜元件重度污染的特征及离线清洗
虽然反渗透系统的设计中都会有一定程度的富裕量，以保证在紧急时刻不至于因为反渗透系统的产水量或脱盐率下降、反渗透系统压差升高而使得供水不足而对安全生产造成威胁，但实际上也正是由于这些富裕量的存在才使得有时候隐藏的故障不能够及时的表现出来，这样最终可能就演变为反渗透膜元件的重度污染。
1．1 反渗透膜元件重度污染的概念
指反渗透系统进水中所含的悬浮物、胶体、有机物、微生物及其它颗粒对RO膜产生的表面附着、沉积污染或者水中的化学离子成分在膜表面因浓差极化等因素导致的离子积大于溶度积后的化学垢类生成等现象。重度污染则指污染后的单段压差大于系统投运初期单段压差值的2倍以上、反渗透系统产水量下降30%以上或者单支反渗透膜元件重量超过正常数值3公斤以上的情况。
重度污染往往是重度物理污染和重度化学污染的叠加，某些情况下，二者同时伴生，且在一定程度上是在多次清洗后污染还反复发生。
1．2 重度污染RO膜的离线清洗要求
当下列情况发生时，需要对重度污染RO膜元件进行离线清洗：（1）反渗透膜元件污染符合“重度污染”标准；（见论文：反渗透膜元件的重度污染与离线清洗）（2）反渗透系统通过在线清洗不能够达到系统额定标准的；（3）水处理系统由于供水紧张而不能够进行在线清洗或没有在线清洗设备的；（4）反渗透污染类型较为复杂，通过在线清洗容易引起交叉污染的；（反渗透系统前段污染物可能会通过在线清洗被带入系统后段，而使后段膜元件遭受污染的称为交叉污染）（5）反渗透系统在多次清洗后污染还反复发生。
1.3 反渗透膜元件的离线清洗方式及步骤
1.3．1 首先用性能优良的备用膜元件替换反渗透系统上的待清洗膜元件，以保证反渗透系统不停止运行，保证整个生产工艺的持续稳定。
1.3．2 反渗透膜元件性能测试（此步骤尤为重要）：
①对每一支膜元件单独测试其各项性能指标，包括：脱盐率、产水量、压差、重量等，并作好测试前记录
②脱盐率、产水量和压差测试条件：符合不同类型膜厂商提供的标准。
1.3．3 系统清洗前了解系统目前运行状况；
1.3．4 采集运行反渗透系统的各参数指标，作好原始记录；
1.3．5 根据用户原水全分析报告、性能测试结果及所了解的系统信息判断清洗流程；
1.3．6 污染物的鉴定。首先根据3.5的分析结果初步判定，再通过特殊的设备、器具作进一步的验证，以确定具体污染物类型。
1.3．7 根据3.5、3.6的分析结果，确定所需清洗配方。当RO膜上的污染物确定后，我们可以选择膜制造商提供的系列配方，选择较为合适的一种或两种配方；或者选择特殊配方（当RO膜被特殊的污染物污染时，采用普通的配方效果欠佳，或者从经济性角度比较时，特殊配方较为经济）。目前，国内外有许多反渗透膜元件清洗的专用药剂，如开元恒业的KY系列清洗药剂和杀菌剂，根据笔者的经验，使用效果良好，且同传统药剂比较，经济性也不错。
1.3．8 在反渗透专用清洗设备上用以上清洗剂结合物理处理清洗手段进行试验性清洗，以选择恰当的清洗配方和清洗程序；
1.3．9 确定清洗方法，对以上所有膜元件进行处理；
1.3．10 对清洗后的膜元件进入测试平台进行测试并作记录，不符合要求的将重新送入清洗设备进行处理；
1.3．11 整理清洗数据资料，写出清洗总结报告。
2备用膜在离线清洗过程中的重要性
在目前的反渗透膜元件清洗中，离线清洗作为有效的彻底消除反渗透膜元件污染的手段已经得到广大反渗透用户的接受，且正在成为越来越重要的反渗透膜元件清洗手段。
但是也有越来越多的业主单位增添了一定的困惑：1、反渗透膜元件在离线清洗期间，水处理系统必须停止运行或间断运行，这对于工业企业来说往往是很难做到的事情，且即使做到也是在影响正常生产的情况下做出的，给企业利润和安全生产带了相当大的隐患；2、由于没有备用膜元件，只有加快清洗进度，结果是膜元件清洗效果不能完全满足要求，污染隐患仍在；3、经过离线清洗后的系统在安装初期运行参数还不错，但是在清洗过程中所发现的污染原因以及所采取的解决办法没有得到充分的验证，污染往往又随之而来。即使在签订了关于质保期的相关内容，但反渗透系统在不久后进入污染---清洗---污染的怪圈使得膜元件的使用寿命也越来越短，也会因其它种种原因业主利益不一定能得到保证。
备用膜元件在离线清洗初期就应运而生，良好的性能使得备用膜元件也有了不次于新膜很多的能力。在使用备用膜期间：1、有效的对清洗过程中所发现的问题采取措施进行处理并一一验证；2、可能在对RO预处理所采用的某些措施是不合适的，有可能对膜元件产生损害，但由于是备用膜元件（旧膜），因此可能遭受的损失也较小，无论对于甲方还是乙方都是有好处的；3、采取有效措施对问题解决后，需要一段时间的运行参数的观察来证明催所发现的问题所采取的措施是否稳妥得当，并是否能保证系统长期稳定运行，有了第一手的数据，清洗后的污染问题就不是问题，也不再是那流于纸上的一段文字所能比拟的。
3备用膜在离线清洗中得到有效应用实例
某化工厂纯水车间水处理两套反渗透装置（BW30-400膜元件）最初设计能力为2×100吨/小时，采用一级两段处理，12：6排列，该系统从2002年2月投运，最初的系统进口压力为11.6kgf/cm2,系统产水量为100吨/小时。后因系统预处理杀菌剂加入不得当脱盐率下降严重，进行了首次换膜处理；更换膜元件后，系统运行压差出现上升较快，产水量下降严重，最重时产水量低至68吨/小时，总压差升至10kgf/cm2，尽管有多次的在线与离线清洗，但鉴于对系统膜元件的影响，具体的污染解决方案确没有充分得到实施，其后情况依旧。
3．1 清洗前的运行参数
清洗前运行参数见表1
表1 清洗前的运行参数
项目 进水压力 产水量/m3/h 脱盐率/% 压差/MPa
#1反渗透 1.48 68 94.1 1.0
#2反渗透 1.45 72 95．2 0.96
注：2003年8月份监测
表2 清洗后的运行参数
项目 进水压力/MPa 产水量/m3/h 脱盐率/% 压差/MPa
#1反渗透 1.16 100 96.8 0.36
#2反渗透 1.17 100 97．1 0.32
3．2 以上两套系统使用备用膜元件的离线清洗过程
考虑以上因素，最终选择了离线清洗方式，由备用膜元件替代现有系统中的膜元件，不仅解决了燃眉之急，同时也给被污染反渗透膜的清洗争取了时间。
根据对系统工艺流程的分析和膜元件污染情况的观察，最重确定了可能是源水水质较差，其中带来细小的泥沙、微生物污染物以及预处理设备脱落物等污染物进入了膜元件内部，系统阻垢剂使用不当等原因。经过充分论证后，通过更改KY-150反渗透专用阻垢剂以及对反渗透保安过滤器进行改造，反渗透运行参数日渐稳定。（期间也因改造措施不到位，对系统中污染较重的几只膜元件进行了更换）。
清洗方面，采用了由郑州开元恒业研制的清洗测试一体机对清洗前后的膜元件性能参数进行了一一测试，最终将少数几个性能较差的膜元件剔除，并按照测试结果在设备上对膜元件进行了有效排序安装，膜元件再安装到系统上之后的效果令人满意，清洗后的运行参数见表2。
结束语：在反渗透的污染控制中，最根本的措施在于以反渗透为核心的水处理系统的设计及制造安装过程、反渗透系统各种耗材的选择、运行管理水平等方面的控制。这些方面的良好把握对反渗透系统的安全健康运行起着至关重要的作用。当然，当反渗透系统发生严重污染时，首先采取的措施一定是要分析污染的原因、查找解决污染的方法，并通过恰当的途径在最短的时间内对反渗透系统进行清洗，因为随着时间的延长，意味着清洗难度的下降。备用膜元件在膜元件的离线清洗过程中有着至关重要的作用，应当成为清洗工作的必备。同时建议在清洗工作开始前，要咨询资深水处理专家或专业技术公司，力争清洗方案的完备性。
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