韦程程，朱巾帼，陈月菊，周杰铭

(广西南宁百会药业有限公司，南宁 530003)

水是大容量注射剂生产中用量最大、使用最广的一种物料，用于生产过程及药物制剂的制备。水是一种良好的溶剂，饮用水中含有各种盐类和化合物，溶有二氧化碳和胶体(包括硅胶和腐殖质胶体)，同时还存在大量非溶解物质，包括黏土、细菌、微生物、浮游生物、热原等。 反渗透膜在运行过程中，原水中的微粒，胶体粒子等与膜间存在物理、化学或机械作用，从而引起各种固体或溶质成分在膜孔内的吸附、沉积，造成膜孔径变小或堵塞，致使膜通量变小与分离性能恶化的暂时性不可逆变化。污染物作为额外的滤层，既增加了操作压力，又降低了分离性能。因此，及时发现并清除膜上的污垢对恢复膜组件的分离性能和延长膜的使用寿命显得极其重要[1]。

1 主要污染物

反渗透膜系统的原水使用饮用水，经过初步的处理，符合国家饮用水质量标准。本公司也对饮用水实行定时监控，未发生过大的污染。原水质量稳定，受到外界环境污染较小。这样从源头上保证了反渗透进水的质量是稳定可控的。

1.1碳酸盐垢和硫酸盐垢 由于本地区属于喀斯特地貌，水的硬度较高，钙、镁离子含量较高，易与水中溶解的碳酸盐、不饱和碳酸盐及硫酸盐形成盐垢，随着反渗透膜的进水进入系统中。反渗透浓水侧的碳酸盐浓度升高，阻垢分散剂投放不当，或是进水的pH控制不当导致水的pH增高时，就容易产生沉积[1]。

1.2金属氧化物/氢氧化物 典型的金属氧化物或氢氧化物污染为铁、锌、锰、镁、铝等。形成原因可能是装置管路、容器(罐/槽)的腐蚀产物，或是空气中氧化的金属离子的氯化物、高锰酸盐等。

1.3微生物污染 微生物污染是由细菌黏泥、真菌、霉菌等引起的，膜表面的微生物产生保护自己的菌膜，这类菌膜为结构致密的聚糖蛋白，有些在湿热温度140 ℃条件下都不会被破坏。微生物的菌膜在膜表面一旦形成，基本无法溶解和去除。由于反渗透(RO)系统的膜表面积大，当原水中微生物进入RO系统后，开始大量繁殖和代谢，同时产生大量的胶体物质，致使膜通道被堵塞，造成给水压力增大，水通量下降。所以微生物污染对膜的影响是非常严重的。

2 污染物的初步确定

2.1反渗透膜污染判断处理 当反渗透系统出现以下情况时，需要清洗膜： ①在正常给水压力下，渗透液流量降低10%； ②产水中盐的含量增加10%； ③进水和浓缩液之间的压差ΔP比基准状况上升15%。

2.2污染物分析 本公司反渗透膜系统选用海德能CPA-2膜，采用两级处理工艺，工艺流程如下：

由于采用了两级处理工艺，所以一级膜阻隔了大部分的污染物，使得二级膜的污染程度减轻，使用寿命延长，产水量稳定，故此次主要清洗一级膜。

本公司的反渗透系统由于退出运行较长时间，期间只进行常规的保养冲洗，未进行特殊养护清洗。生产运行前，一级膜的原水利用率、产水量均有不同程度的降低。而在生产运行前进行的常规清洗中发现，清洗液中有深褐色絮状物，成团状，有黏性；拆开一级反渗透玻璃流量计，发现内壁附着淡黄色滑性胶状物，说明膜表面有微生物菌丝，有比较严重的微生物污染。同时发现清洗液浑浊不清，说明一级膜也有较重的碳酸盐垢、金属氧化物或氢氧化物沉积。常规清洗后，运行一段时间，在正常的给水压力下，产水能力较退出运行前明显下降，由原来的100 L/min降至55 L/min；原水利用率由退出运行前的72%降至61%，不能满足生产需要。说明常规清洗未能有效地去除一级膜的污染，应进行更有针对性地、有效地清洗。

综合上述分析，可判断污染物主要包括碳酸盐垢和硫酸盐垢、微生物、金属(Fe、Mn)氧化物或氢氧化物。

3 反渗透膜的清洗

3.1反渗透膜的清洗方法 反渗透膜的清洗方法主要分为物理清洗法、化学清洗法及生物降解法[1]。其中使用较多的是化学清洗法，但因其配方具有保守性和关键技术的保密性，各用户的水质差异较大，清洗效果也相差很大[2]。根据理论分析和现场试验来确定有针对性的清洗配方是值得尝试的。

3.2清洗试验

3.2.1材料 RO-04型反渗透装置(湖南千山制药机械有限公司)；电导率测定仪(上海雷磁新泾仪器有限公司)；氢氧化钠(湖南尔康制药有限公司)；枸橼酸(湖南尔康制药有限公司)；乙二胺四乙酸二钠(国药集团化学试剂有限公司)；30%过氧化氢(西陇化工股份有限公司)；二氧化氯(山东兆冠药业有限公司)；亚硫酸氢钠(广州化学试剂分公司)；多聚磷酸钠(天津博迪化工股份有限公司)；磷酸钠(广州化学厂)。

3.2.2反渗透膜的清洗

3．2．2．1碱洗-氧化-酸洗法 ①碱洗：取乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠(1∶1)用反渗透水配成0.1%的碱清洗液。启动药液泵循环冲洗1 h。清洗完将清洗液排空，用自来水冲洗至出水呈中性。该步是为了去除膜表面的微生物，破坏其生物膜。②氧化消毒：30%过氧化氢溶液配制成0.5%的过氧化氢溶液，启动药液泵循环冲洗30 min。清洗完将清洗液排空，用自来水冲洗至出水呈中性。③酸洗：枸橼酸配制成0.3%的酸清洗液(调节pH至3～4)，启动药液泵循环冲洗30 min。清洗完将清洗液排空，用自来水冲洗至出水呈中性。该步是为了去除膜表面的金属氧化物及碳酸钠垢。④清洗效果:清洗前后反渗透膜主要运行参数比较，见表1。其中，反渗透膜系统中一级浓水和淡水的压力均为1.2 MPa，原水利用率=一级淡水流量/(一级淡水流量+一级浓水流量)。

表1 清洗前后反渗透膜主要运行参数比较

3．2．2．2氧化-还原-聚合法 ①氧化：取二氧化氯用反渗透水配成0.05%清洗液。启动药液泵循环冲洗30 min。清洗完将清洗液排空，用自来水冲洗至出水呈中性。二氧化氯是广谱的消毒剂，可以清除膜上的污染物。②还原：亚硫酸氢钠配制成0.1%的清洗液，启动药液泵循环冲洗30 min。清洗完将清洗液排空，用自来水冲洗至出水呈中性。该步是为了去除加氯消毒后的残余氯，避免造成膜受氧化而破坏[3]。③聚合：磷酸钠、多聚磷酸钠及乙二胺四乙酸二钠(1∶1∶1)配制成0.1%的清洗液，启动药液泵循环冲洗30 min。清洗完将清洗液排空，用自来水冲洗至出水呈中性。该步是为了去除膜表面的有机物污染。④清洗效果：清洗前后反渗透膜主要运行参数比较，见表3。其中，反渗透膜系统中一级浓水和淡水的压力均为1.2 MPa，原水利用率=一级淡水流量/(一级淡水流量+一级浓水流量)

表2 清洗前后反渗透膜主要运行参数比较

4 讨论

选用碱洗-氧化-酸洗法清洗反渗透膜时，用碱清洗液循环时即发现循环液呈棕褐色，无成黑色团菌丝，且较浑浊，有大量泡沫，伴有腥臭味。说明膜受到微生物污染比较严重，而碱清洗是对该种污染较为有效的清洗法。而在用过氧化氢溶液清洗时，清洗液浑浊，灯检检视溶液中有白点，说明膜表面金属离子氧化物等较多。清洗后原水利用率、产水量等均有比较明显的提高。而氧化-还原-聚合法在清洗时无明显的现象，原水利用率、产水量等均无明显变化。

清洗后电导率下降，有效保护了反渗透的运行，延长了膜的使用寿命，对原水利用率大大提高，产水量由55 L/min提高到90 L/min，满足了生产需要。

根据现场试验情况及清洗效果，碱洗-氧化-酸洗法的清洗效果较好，使用的化学清洗剂比较简单易得，经济费用较实惠，而且在整个清洗过程中不引入氯，对反渗透膜的伤害和再污染较小。

在反渗透膜的各种污染中，微生物污染是最严重，也不易去除的。特别是反渗透装置退出运行期间更易发生，所以应注意退出运行期间进行膜的维护保养，并应定期进行清洗消毒。微生物污染应以控制防治为主，对膜表面微生物的长期监控是杜绝此类污染的重要而有效的手段。

1 张青松，文明通，刘华. 反渗透膜的污染及清洗.广东化工，2008，35(8)：100

2 黄敢林，许振良. 反渗透污染分析及清洗研究.化学世界，2002，43(S1)：183

3 李进，张葆宗. 反渗透水处理系统微生物污染特性分析及对策. 工业水处理，2000，20(5)：10