膜清洗的原則——————————————╮
╰————the principles of membrane cleaning
可是多數(shù)膜工程的矛盾：膜清洗劑就只有NaOH/HCl/HClO，膜實(shí)際接觸的pH值往往超出它能承受的范圍，如果嚴(yán)格控制pH值，清洗效果就很差。
膜清洗劑的選擇性
膜清洗劑是有選擇的，它的使用與選擇是受到膜材質(zhì)的限制。膜清洗劑不能傷害膜，是首先要保證的。
既然材質(zhì)對(duì)清洗有影響，需要了解膜的材質(zhì)。
工業(yè)化的制膜材料主要分為有機(jī)類(lèi)和無(wú)機(jī)類(lèi)：
1.無(wú)機(jī)膜主要是陶瓷膜，金屬膜。
目前主要的無(wú)機(jī)膜是陶瓷膜。陶瓷膜材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以在高濃度酸、高濃度堿、氧化劑，高溫度下進(jìn)行清洗。但陶瓷膜有硬而脆的特點(diǎn)，不抗沖擊，瞬間各種物理參數(shù)（溫度、壓力、流速等）不能變化不能太快；金屬膜也具有陶瓷膜類(lèi)似的性質(zhì)，缺點(diǎn)是不耐酸。
目前無(wú)機(jī)膜的清洗絕大多是采用強(qiáng)堿清洗，這種方式的清洗效率和效果并不理想，具體清洗數(shù)據(jù)可參考本資料中的復(fù)配清洗劑與氫氧化鈉的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。征成公司針對(duì)無(wú)機(jī)膜化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了陶瓷膜專(zhuān)用清洗劑MB-1S和陶瓷膜專(zhuān)用清洗增效劑MB-1D。MB-1S是高堿度復(fù)配清洗劑，是清洗無(wú)機(jī)膜的很好選擇。MB-1D是陶瓷膜專(zhuān)用清洗增效劑，配合強(qiáng)堿使用，也具有很好的清洗效果。
2.有機(jī)膜是由各種高分子有機(jī)材料制成的，主要有聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)和醋酸纖維素(CA)等。
有機(jī)膜是品種很豐富的，但有機(jī)物制成的膜材料，和無(wú)機(jī)材料在化學(xué)性能上還是有一定的差距。有機(jī)材料抗受酸、堿、氧化劑的能力是弱于無(wú)機(jī)膜，耐溫能力也較弱。某些純態(tài)如PS、PES、PP、PVDF等的高分子材料在多數(shù)的酸堿、氧化劑的條件下，化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)是可以保持不變的，但是大多數(shù)的制膜材料在制膜的時(shí)候是經(jīng)過(guò)復(fù)合、改性的，才有可能形成各種的分離級(jí)別，就造成了抗受化學(xué)藥劑能力的弱化。也正是材料化學(xué)性能上的改變，給膜的清洗造成了一定的困難。
考慮到有機(jī)膜的復(fù)雜情況，在選擇膜清洗劑的時(shí)候更要十分慎重。目前，世界上各大膜公司供應(yīng)的聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF) 和聚酰胺(PA)材質(zhì)的膜化學(xué)耐受性比較好，清洗時(shí)一般pH值的耐受范圍可以在2-11。征成公司的堿性通用型清洗劑M-120、M-160、蛋白污染專(zhuān)項(xiàng)清洗劑ME系列、油脂污染專(zhuān)項(xiàng)清洗劑MO系列、染料行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)清洗劑MD系列、無(wú)機(jī)結(jié)垢專(zhuān)項(xiàng)清洗劑MC系列、鐵膠體污染專(zhuān)項(xiàng)清洗劑MF系列和酸性通用清洗劑MA系列的工作pH值均在此范圍內(nèi)，可根據(jù)具體污染物選擇合適的清洗劑，按照說(shuō)明書(shū)或清洗方案上提供的清洗工藝放心使用。
而聚丙烯腈(PAN)和醋酸纖維素(CA)材質(zhì)的膜，由于其材質(zhì)本身pH值耐受能力差，選擇清洗劑的時(shí)候要選擇工作pH值低的清洗劑。征成公司的MB-3S、ME系列、MO系列、MD系列、MC系列和MF系列可以用于此類(lèi)膜的清洗。使用時(shí)請(qǐng)嚴(yán)格按照清洗方案清洗，過(guò)量的使用仍有可能損壞膜芯。
對(duì)于某些特定情況需要使用MX系列氧化型清洗劑的時(shí)候更要格外謹(jǐn)慎。從化學(xué)性能上講，聚砜(PS)、聚醚砜(PES)和聚偏氟乙烯(PVDF)是可以耐受一定濃度的氧化清洗的，使用時(shí)請(qǐng)嚴(yán)格按照清洗方案清洗，或者由專(zhuān)業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。而聚酰胺(PA)材質(zhì)的膜是絕對(duì)不可以使用氧化型清洗劑清洗的，由于目前所有的納濾膜和反滲透膜是使用聚酰胺(PA)材質(zhì)的，也就是說(shuō)所有納濾膜和反滲透膜都絕對(duì)不可以使用氧化型清洗劑清洗。
所以膜清洗很重要的一個(gè)考慮因素就是要考慮膜的耐受能力，雖然用膜清洗劑可以將污染物從膜上去除，但是必須在去除污染物的同時(shí)要保證膜不受傷害，或較小程度的受傷害，這是導(dǎo)致了膜清洗無(wú)法有效進(jìn)行、膜污染不容易恢復(fù)的一個(gè)根本原因。
單組分清洗劑與復(fù)合清洗劑性能比較—————╮
╰——comparison of single detergent and complex detergent
NaOH與復(fù)合清洗劑的性能比較
目前，在膜清洗方面，通常有兩大類(lèi)清洗劑清洗的方式，一種就是使用單組分清洗劑；另一種是使用商業(yè)化的復(fù)合清洗劑。
大多數(shù)情況下，料液的組成并不是單一的，所帶來(lái)的污染也是復(fù)合的，一些單組分的清洗劑在這種情況下并不能有效解決問(wèn)題，或清洗效率很低。
請(qǐng)看下面的清洗能力對(duì)比實(shí)驗(yàn)：
NaOH與MB-2S清洗能力對(duì)比實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)按照國(guó)標(biāo)GB/T 13174-2003《衣料用洗滌劑去污力及抗污漬再沉積能力》進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于有機(jī)物的污染，通常很多膜應(yīng)用產(chǎn)商甚至膜工程公司都用NaOH（液堿）來(lái)清洗膜系統(tǒng)。那到底液堿與復(fù)配的膜清洗劑有多大的差距，我們通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)可以有一個(gè)比較具體的了解。實(shí)驗(yàn)是按GB/T 13174-2003《衣料用洗滌劑去污力及抗污漬再沉積能力》的國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定pH在10.6左右的NaOH溶液與pH同樣也在10.6復(fù)配膜清洗劑MB-2S對(duì)于三種污布的清洗效果。清洗效果通過(guò)測(cè)量三種污布平均的白度值變化來(lái)比較對(duì)污染的清洗效果。
注：絕大多數(shù)的有機(jī)膜實(shí)際可清洗pH范圍在2-11之間（醋酸纖維膜范圍更窄），超過(guò) 就會(huì)造成膜性能有較明顯的受損。
國(guó)標(biāo)GB/T 13174-2003指定的清洗所使用的清洗設(shè)備、檢測(cè)白度設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)污布
清洗過(guò)程：
按國(guó)標(biāo)GB/T 13174-2003的操作方法配置1升的清洗溶液，分別在兩個(gè)清洗灌中同時(shí)加入預(yù)先裁剪好６cm×６cm國(guó)標(biāo)污布各三種，每種各三片，共九片。然后攪拌，清洗過(guò)程對(duì)NaOH的清洗灌清洗補(bǔ)加NaOH維持其pH值，復(fù)配的膜清洗劑的不補(bǔ)加 。30分鐘后取出，漂洗，晾干。
表1 清洗過(guò)程pH值變化
實(shí)驗(yàn)后的污布對(duì)比
上面的是清洗前的污布、中間的是NaOH清洗、下面的是M-120清洗
清洗前后的三種污布的白度值
從這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出這樣的結(jié)論：
同樣的pH下，復(fù)配清洗劑的清洗能力大大超過(guò)NaOH這樣簡(jiǎn)單的清洗劑。
既然實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明復(fù)配的清洗劑比NaOH好用，實(shí)際工程上到底有多少差距呢？
清洗工程案例
某化纖集團(tuán)的一個(gè)廢水處理項(xiàng)目中是通過(guò)反滲透膜系統(tǒng)（一百多只工業(yè)8040反滲透膜）來(lái)回收廢水。原先使用液堿清洗，清洗頻率是一天清洗一次，而且通量水平較低。改用復(fù)配清洗劑以后，清洗以后通量上升，所以清洗頻率就降為三天清洗一次。
膜清洗費(fèi)用綜合成本分析—————————╮
╰————the general cost of membrane cleaning
從企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的角度考慮，使用性能良好的、價(jià)格合理的清洗劑會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)椋褂煤线m的清洗劑可以減少兩個(gè)方面的損失：清洗損耗、工作損耗。這兩個(gè)損耗的費(fèi)用是十倍甚至是百倍于膜清洗劑的費(fèi)用。
1．清洗損耗：清洗用的水電 、膜清洗劑、操作人工的成本、停機(jī)清洗帶來(lái)的生產(chǎn)時(shí)間縮短、膜清洗不干凈換膜頻率高。
2．工作損耗： 清洗不徹底，膜通量低，膜系統(tǒng)效率低，生產(chǎn)受影響，壓料引起的損失無(wú)法計(jì)算；同時(shí)電機(jī)相當(dāng)大部分的功率消耗在膜的污染層上，一年浪費(fèi)的電能也是相當(dāng)巨大的。
簡(jiǎn)單的費(fèi)用計(jì)算
僅僅以一個(gè)中等規(guī)模的物料分離過(guò)程膜系統(tǒng)，電費(fèi)損耗計(jì)算：
一臺(tái)20只工業(yè)8040卷式膜芯，工作壓力25bar的納濾膜設(shè)備系統(tǒng)，電機(jī)的功率平均在80kw左右，如果清洗不徹底，通量降為原 先的一半，每天浪費(fèi)的電能就是：
20h×40kw/h×0.8元/kw＝640元！
還有：
清洗劑效率不高，清洗不干凈，需要重復(fù)清洗，又損失了清洗時(shí)間、水電藥劑、人工、生產(chǎn)時(shí)間；
同時(shí)膜芯的更換費(fèi)用可能是電耗損失的2－5倍；
生產(chǎn)受影響的損失可能是電耗損失的5倍以上。
選擇合適的清洗劑就可以避免這種浪費(fèi),同時(shí)膜壽命可以延長(zhǎng)，減少清洗時(shí)間，生產(chǎn)不受影響，創(chuàng)造的效益百倍千倍于清洗劑的價(jià)格。
選用合適的清洗劑
從以上的成本分析，可以看到清洗包含了很多隱形的成本在內(nèi)，膜清洗劑的價(jià)格是其中的一個(gè)部分，如果單組分清洗劑不能很好解決清洗問(wèn)題的時(shí)候，為了省一點(diǎn)膜清洗劑的費(fèi)用，堅(jiān)持使用不合適的清洗劑將是得不償失的。