元件的污染类型相同， 各项参数差异不大， 使其在清 洗上有可行性和可比性． 1.2 膜元件的清洗药剂 反渗透膜元件的污染成分是十分复杂的， 通常是 有机物、 无机物、 微生物污染同时存在． 本实验的膜 元件也不是单一的铁污染， 同时还有有机物和微生物 污染． 首先采用酸性清洗， 去除无机污染物， 然后再 [3] 采用碱性清洗， 去除有机污染物 ． 《陶氏膜产品及 技术手册》中采用氢氧化钠溶液去除生物和有机物 污染， 像铁这样的特定污染物的清洗采用亚硫酸氢钠 或柠檬酸， 盐酸作为去除金属氧化物的常用药剂用来 与特定铁污染清洗药剂进行对比． 笔者通过三组药 剂(见表 1)分别清洗三支膜元件， 每组药剂中的酸碱 交替使用．
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天津城市建设学院学报 2009 年 第 15 卷 第 3 期
表 3 药剂对有机物的去除量 mg/L
第三组 氢氧化钠 134 盐酸 12 氢氧化钠 31
测试指标 TOC
第一组 亚硫酸氢钠 27 氢氧化钠 147 柠檬酸 400
第二组
络合物， 而柠檬酸可以很好地去除铁盐污染， 从而破 坏了络合物的形成， 对有机物的去除更好． 2.3 膜元件性能参数分析 反渗透膜元件的三大指标， 能够直接反映膜元件 性能的优劣． 表4 为膜元件清洗前后各项参数指标． 通 过表 4 可以看出， 第一组(亚硫酸氢钠+氢氧化钠)在 产水量、 脱盐 率、 膜压降这三项指标中均好于其他组， 对膜元件的清洗效果较好． 对于以铁污染为主的无机 污染和有机物污染的反渗透膜元件， 用亚硫酸氢钠+
Abstract：This paper firstly compares with the removing effects of various cleaning agents on iron and other relevant
盐也有一定的去除效果．
图 2 不同酸处理后氢氧化钠对各离子去除量
图 1 各种酸对无机盐离子去除量
2.2 有机物去除效果分析 由于反渗透系统的前处理不能 100%的去除水中 的有机物， 所以在反渗透系统的运行过程中， 膜元件 始终伴随 有机物污染． 有机物不 仅 是微生物的 营养 物， 而且其含量高时， 还可溶解膜 材料 ， 使膜性能 劣 [5] 化 ． 因此， 去除有机物的同时， 也就切断了微生物的 营养源． 表 3 为药剂对有机物的去除量. 由表 3 数据明 显看出， 柠檬酸可去除有机物 400,mg/L， 其对有机物 去除效果远远高于亚硫酸氢钠和盐酸， 甚至强于氢氧 化钠． 氢氧化钠在亚硫酸氢钠和柠檬酸 处理 后对有 机物去除量较高， 分别为 147,134,mg/L， 而盐酸和氢 氧化钠对有机物去除效果不明显． 总体上看， 在铁污 染下， 柠檬酸对于有机物的去除要好于氢氧化钠． 在 传统的化学清洗中， 氢氧化钠是首选的有机物清洗药 剂， 但在铁污染和有机物共存的污染物中， 起的作用 很不明显， 反而平时用于清洗无机盐垢的柠檬酸对有 机物去除效果 更好 ． 其原 因 可能是铁与有机物形成
Mg2+ ， Ca2+ ， SO42 的存在 容 易形成 难 溶盐， 在膜表 面 2+ 结垢， 使膜性能下降． 井水中的 Fe 与大气接触后氧 3+ 易形成 Fe(OH)3． 化为 Fe ， 图 1 为各种酸对无机盐离子的去除量. 表 2 为 三组清洗药剂分别清洗三支膜元件后其成分的变 化． 由表 2 中的数据和图 1 可以看出， 亚硫酸氢钠对
mg/L
第三组 氢氧化钠 洗前 140.0 0.3 4.9 0.6 3.7 12.3 去除量 52.0 3.2 11.0 18.0 1.1 10.0 洗前 8.6 11.2 10.9 0.3 163.0 1.7 盐酸 去除量 66 45 475 70 847 3 氢氧化钠 洗前 130.0 0.3 4.9 0.7 3.4 14.4 去除量 2.0 2.3 2.1 6.0 103.0 28.0 第二组
（编辑：胡玉敏）
Study of Removing Iron Pollutants on RO Membrane Elements
ZHU Jian-ping，JING Da-wei
( Membrane Technology Research Center， TIUC， Tianjin 300384， China )
摘要：通过分析反渗透膜清洗药剂在清洗前后成分的变化， 比较了清洗药剂对铁及相关污染物的
去除效果． 通过反渗透膜元件清洗前后产水量、 脱盐率、 膜压降的变化， 确定了针对铁污染膜元件 的最佳清洗药剂．
关 键 词：反渗透技术；清洗药剂；铁污染；有机物 文章编号：1006-6853(2009)03-0196-03 中图分类号：X703.3 文献标识码：A
参考文献：
［1］ 姚立忱. 反渗透系统污染的清洗及预处理改造[J]. 工 业水处理， 2008(7)： 88-89. ［2］ 王 ［3］ 曹 波 . 反渗透运行和清洗的探讨 [J]. 泸天化科技， 路 . 反渗透膜的污染及其化学清洗 [J]. 清洗世 2006(2)： 111-115. 界， 2006， 22(8)： 9-13. ［4］ 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委 会. 水和废水监测分析方法[M]. 4 版. 北京： 中国环境 科学出版社， 2002： 368-370. ［5］ 赵宇超 . 反渗透的污染及防治 [J]. 内蒙古科技与经 济， 2008(11)： 28-29.
表 2 药剂对离子的去除量
离子 名称 Na+ Mg2+ Ca2+ 总 Fe ClSO42-
分别为 679 mg/L 和 321 Ca2+和总Fe 的去除效果最好， － + 2+ mg/L ； 对于 Na ， Mg 的去除效果 则 一般 ； 对 Cl ， － SO42 的去除效果较差． 柠檬酸对无机盐垢中的 Ca2+ 和总 Fe 的去除效果最 好 ， 分别为 550.mg/L 和 212. － mg/L ； 对于 Mg2+ 的去除效果 则 一般 ； 对 Na+ ， Cl ， SO42 的去除效果较差． 盐酸对于 Ca2+ ， Cl 的去除效 果最 好 ， 分别为 475.mg/L 和 847.mg/L ； 对于 Na+ ， 总 Fe 去除效果一般 ； 对 SO42 的去除效果较 Mg2+ ， 差． 通过分析得出， 亚硫酸氢钠对无机盐的去除效果 最好， 柠檬酸次之， 盐酸较差．
天津城市建设学院学报 朱建平等：反渗透膜元件的铁污染清洗研究
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2 数据分析
2.1 无机盐去除效果分析 一般井水中含有的无机离子主要有六种： 阳离子 + 2+ 2+ 32有 Na ， Mg ， Ca ； 阴离子有 HCO ， Cl ， SO4 ． 其中
第一组 亚硫酸氢钠 洗前 133.0 6.8 19.5 0.2 5.9 64.2 去除量 41 30 679 321 19 21 氢氧化钠 洗前 131.0 0.2 4.9 0.3 2.7 10.3 去除量 20 19 27 8 11 19 洗前 13.4 8.7 16.5 0.3 8.2 16.2 柠檬酸 去除量 4.0 21.0 550.0 212.0 2.6 1.2
(1)亚硫酸氢钠对总铁和钙盐的去除效果要好于 柠檬酸和盐酸， 而对其他离子的去除效果一般． (2)当膜元件存在以铁污染为主的无机污染和有 机物污染时， 柠檬酸对有机物的去除效果要明显好于 氢氧化钠． 其原因可能是铁与有机物形成络合物， 而 柠檬酸可以很好地去除铁盐污染， 从而破坏了络合物 的形成， 有利于对有机物的去除． (3)清洗以铁污染为主的无机污染和有机物污染 的反渗透膜元件， 从产水量、 脱盐 率、 膜压降三项参数 分析并结合仪器对清洗药液中成分的分析， 可以得 出： 用亚硫酸氢钠+氢氧化钠的化学清洗方法最好．
Hale Waihona Puke 表 1 实验所用清洗药剂和清洗条件
组别 第一组 第二组 第三组 药剂名称 亚硫酸氢钠 氢氧化钠 柠檬酸 氢氧化钠 盐酸 氢氧化钠 pH 5.5 11.5 3~4 11.5 2.5 11.5
1 试验与测试
1.1 被清洗的膜元件性能 被清洗的三支反渗透膜元件来自同一系统， 污染 物的种类相同， 通过清洗前的测试指标， 可以看出各 支膜元件性能参数的差异不超过 15% ． 由于三支膜
Journal of Tianjin Institute of Urban Construction
天津城市建设学院学报 第 15 卷 第 3 期 2009 年 9 月
Vol.15 No.3 Sep. 2009
环境与市政
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反渗透膜元件的铁污染清洗研究
朱建平，靖大为
(天津城市建设学院 膜技术研究中心，天津 300384)
收稿日期：2009-03-18；修订日期：2009-04-27 作者简介：朱建平（1982—） ，男，天津人，天津城市建设学院硕士生.
1.3 检测方法 通过对不同清洗液在清洗前后成分的变化， 得出 清洗药剂对特定污染物的去除量， 进而分析各种清洗 药剂对污染物中无机盐和有机物的去除效果． 总 Fe [4] + 含量的测定， 采用邻菲 啰 啉法测定 ．Na ， Mg2+ ， Cl ， SO42 等离子浓度的测定采用美国 Dionex Ca2+ ， 公司的 ICS－1500 型离子色谱仪． 有机物 TOC 指标 的测定采用日本岛津公司的 TOC－VCPH 分析仪．
氢氧化钠的化学清洗方法最好． 2.4 清洗后膜元件用途分析 由于本试验使用的膜元件污染较重， 加上膜自身 的衰减(年衰减率 10%)， 通过清洗后， 膜元件产水量 和脱盐率虽然都有所恢复， 但脱盐率比一般的反渗透 膜(99%)要低， 因此对于水质要求高的用户其仍然无 法 达 到使用标 准 ． 但脱 盐 率 不高的膜元件作为反渗 透系统的前处理， 可减轻后面反渗透系统的污染， 同 时，其还可以用于水质要求不是很高的系统．