深度解析反滲透膜污染的原因、危害以及解決辦法
【www.fvqao.cn南京純水設(shè)備】反滲透膜，作為膜法污水處理重要工作部件，所謂膜污染，主要是指膜過(guò)濾過(guò)程中，水中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子因種種原因，使膜孔徑變小或者是阻塞。下面將詳細(xì)分析反滲透膜污染的原因、危害以及解決辦法。
一、反滲透膜的污染和危害
1．反滲透系統(tǒng)污染
反滲透系統(tǒng)的污染通常指系統(tǒng)進(jìn)水中所含的無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、膠體以及微生物在膜表面附著、沉積或水中無(wú)機(jī)離子結(jié)垢析出引起的污染。
2．污染的危害
反滲透的污染是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程，在污染的初期系統(tǒng)的影響不是很明顯，對(duì)生產(chǎn)的危害也不是很大，如果及時(shí)進(jìn)行清洗基本可以恢復(fù)。南京工業(yè)純水處理設(shè)備但如果處理不及時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)惡化，重度污染會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重影響：反應(yīng)在反滲透出水水質(zhì)下降;反滲透產(chǎn)水量下降，水耗增加;制水電耗提高;反滲透膜元件壽命縮短。
二、反滲透膜污染的影響因素分析
1.水質(zhì)與膜污染
水質(zhì)對(duì)膜污染，因污染物而異，主要表現(xiàn)在生物污染、膠體污染、和無(wú)機(jī)鹽污染。
1)膠體污染是水中懸浮的無(wú)機(jī)和有機(jī)混合的顆粒被截留在膜面，形成半膠束或雙分子層的污垢導(dǎo)致膜污染。鐵、鋁、硅和有機(jī)物等容易在水中形成不溶性的膠體，容易造成膜的污染。
2)生物污染是微生物在反滲透膜表面吸附并生長(zhǎng)，在營(yíng)養(yǎng)源充足的情況下，溶液中的生物量越多，膜表面吸附的生物量也越多，膜的污染也會(huì)越嚴(yán)重。
3)無(wú)機(jī)鹽污染，溶解在水中的無(wú)機(jī)鹽，由于濃差極化作用，濃縮后濃度大于濃度積，在膜表面結(jié)晶析出，形成無(wú)機(jī)鹽污染。一般的膜污染存在多種污染同時(shí)存在的情況，且相互影響，加速膜的污染。
2.膜自身性質(zhì)與膜污染
膜自身性質(zhì)對(duì)膜的污染的影響包括材質(zhì)的親水性、膜表面的粗糙度、膜組件的類型、材質(zhì)的性質(zhì)、給水通道的設(shè)計(jì)、膜表面的電性等影響因素。
研究結(jié)果表明：疏水性膜有利于除鹽，不利于除有機(jī)物，較親水膜更易堵塞;膜面越粗糙，越易吸附污染物形成污垢;膜組件類型的不同，抗污染能力也不同，板框式、圓管式、螺旋卷式至中空纖維式抗污染能力依次減弱;
目前，常用的醋酸纖維素膜抗氧化性能好，膜面較光滑，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，易水解，衰減較快，壓力要求較高。而聚酰胺復(fù)合膜具有壓力低、高脫鹽率、高通量等優(yōu)點(diǎn)，但不耐氯和氧化劑，抗結(jié)垢性能也不如醋酸纖維膜;好的給水通道使水呈高速紊流狀態(tài)，減少濃差極化，減少污染物在膜面上的沉積，增強(qiáng)膜的可清洗性;膜元件表面帶負(fù)電，南通純水處理設(shè)備很容易吸附帶正電荷的物質(zhì)到膜表面而形成污染，但表面電中性的膜，污染物不易吸附在膜表面，增加抗污染性。
三、反滲透膜污染的控制
反滲透膜污染的控制可以從預(yù)處理的優(yōu)化、抗污染膜的選擇以及膜的清洗幾個(gè)方面進(jìn)行研究。
1.預(yù)處理的優(yōu)化
對(duì)進(jìn)水進(jìn)行良好預(yù)處理是減緩膜污染、保證反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。針對(duì)不同的污染，需采用有針對(duì)性的處理。以下介紹幾類主要污染的預(yù)處理優(yōu)化方案。
(1)生物污染的控制
針對(duì)生物污染的預(yù)處理通常包括去除進(jìn)水中微生物消滅其生物活性，或除去水中微生物的營(yíng)養(yǎng)源，也可以是兩者的結(jié)合。
1)去除進(jìn)水微生物
消除進(jìn)水微生物的生物活性或者降低進(jìn)水中微生物量，是預(yù)防和控制微生物污染的方法之一。可以達(dá)到這種效果的物理方法包括紫外殺菌、砂濾以及膜過(guò)濾，化學(xué)的方法包括添加活性氯、臭氧等化學(xué)藥劑。
2)反滲透進(jìn)水添加化學(xué)藥劑
在反滲透進(jìn)水添加專業(yè)抑菌劑可以從一定程度降低反滲透生物污染的風(fēng)險(xiǎn)。具體效果還要看具體情況，比如微生物的類型、反滲透的污染程度和水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度。
根據(jù)系統(tǒng)的污染情況和水質(zhì)情況，預(yù)處理環(huán)節(jié)選擇單獨(dú)或聯(lián)合使用的方法，對(duì)控制反滲透的污染可以達(dá)到很好的效果。
3)除去水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
生物過(guò)濾作用可以消耗進(jìn)水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微生物生長(zhǎng)所必須的各種微量元素，從而使反滲透裝置中的微生物生長(zhǎng)受到一定程度的抑制。生物濾池在掛膜成功后微生物在濾池內(nèi)大量繁殖，消耗了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，生物處理越充分，出水的營(yíng)養(yǎng)性越差，水的生物穩(wěn)定性越高，反滲透微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)越低。
生物濾池的種類很多，濾料有生物陶粒和生物活性炭等，雖然濾料材質(zhì)不同，但主要原理是一樣的，濾料選擇一些比表面積大吸附能力強(qiáng)的，南京實(shí)驗(yàn)室純水處理設(shè)備處理方法都是靠生物的大量繁殖降解有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
(2) 膠體污染的控制
膠體污染的控制是通過(guò)預(yù)處理降低水中鐵、鋁、硅和有機(jī)膠體的含量，通過(guò)優(yōu)化混凝澄清過(guò)濾可以有效去除水中鐵、鋁和部分的有機(jī)物，但對(duì)硅可能效果不明顯。通過(guò)檢測(cè)反滲透進(jìn)水SDI 值可以評(píng)判去除的效果。
1)膠體物質(zhì)的去除
針對(duì)不同的污染物質(zhì)，采取不同的工藝降低其含量。
原水中鐵離子：通過(guò)曝氣和錳砂過(guò)濾的方式進(jìn)行去除。
水中的鋁：一般是鋁絮凝劑泄漏引起的，可以通過(guò)機(jī)械過(guò)濾器運(yùn)行的優(yōu)化降低含量。優(yōu)化包括良好的清洗，最優(yōu)化的絮凝劑加量調(diào)整，以及進(jìn)水pH 值的調(diào)整，使絮凝劑在最佳pH 值的情況下充分發(fā)揮絮凝效果，達(dá)到最佳的過(guò)濾效果，降低泄漏量。
水中的有機(jī)膠體：通過(guò)優(yōu)化機(jī)械過(guò)濾器的運(yùn)行，以及活性炭的充分吸附，降低出水有機(jī)膠體的含量。
2)去除效果的評(píng)判
要評(píng)判水中膠體污染的程度，比較直觀的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是檢測(cè)水的SDI 值，反滲透進(jìn)水一般要求小于5，當(dāng)然值越小，對(duì)反滲透膜的污染風(fēng)險(xiǎn)越小。檢測(cè)的位置應(yīng)該靠近反滲透進(jìn)水，每道水處理工藝在維護(hù)不佳的情況下都有可能成為污染源，因此檢測(cè)點(diǎn)離反滲透進(jìn)水越近，其對(duì)反滲透進(jìn)水膠體含量的評(píng)估越準(zhǔn)確。
3)反滲透進(jìn)水添加化學(xué)藥劑
在原水有硅的情況下，由于預(yù)處理對(duì)硅的去除效果不明顯，因此及時(shí)添加合適的阻垢劑可以降低反滲透污染的風(fēng)險(xiǎn)。
(3)無(wú)機(jī)鹽污染的控制
根據(jù)水質(zhì)中檢測(cè)出的無(wú)機(jī)鹽的種類和濃度，在反滲透進(jìn)水添加合適的阻垢劑對(duì)于降低反滲透污染的風(fēng)險(xiǎn)非常有效。
2.選擇合適的抗污染膜
使用合適的抗污染膜也是控制和預(yù)防污染的重要方法，目前市面上有很多有針對(duì)性的抗污染膜，根據(jù)污染的不同，在膜的親水性、膜表面的粗糙度、膜表面的電性、流道的設(shè)計(jì)，膜的材質(zhì)等方面進(jìn)行優(yōu)化，選擇合適的膜元件，南京反滲透純水處理設(shè)備對(duì)提高抗污染性也有很大的幫助。
3.反滲透膜的清洗
膜清洗可分為物理清洗和化學(xué)清洗等，物理清洗是通過(guò)低壓力，高流速的進(jìn)水沖刷膜元件，將短時(shí)間內(nèi)在膜表面附著的污染物和堆積物清洗掉的方式，該方法操作簡(jiǎn)單，不對(duì)膜造成損傷，對(duì)膜的日常維護(hù)可以起到很好的效果。化學(xué)清洗是用某些化學(xué)藥劑的溶液循環(huán)沖洗膜表面，通過(guò)交換、螯合、破乳等反應(yīng)，有效去除膜表面的污染，目前已開(kāi)發(fā)出酸、堿、螯合劑、表面活性劑和酶5 種類型的化學(xué)清洗劑，為加強(qiáng)清洗效果常采用多種化學(xué)清洗劑復(fù)配。
有效適宜的清洗方法可以將污染物徹底清除，恢復(fù)膜的原有性能，延長(zhǎng)膜的壽命。膜的良好清洗一方面可以減輕膜的污染，另一方面也是其他抗污染措施發(fā)揮作用的前期，系統(tǒng)不清洗干凈，其他方法也很難對(duì)其產(chǎn)生作用。
四、反滲透設(shè)備在冬季的維護(hù)
反滲透設(shè)備在冬季是需要比較注意的，尤其是在北方，氣溫會(huì)比較低、原水溫度也會(huì)比較低，會(huì)出現(xiàn)出水量低，產(chǎn)水不達(dá)標(biāo)的情況，如果操作不當(dāng)還會(huì)引起反滲透設(shè)備的損壞。
1.冬天如果出現(xiàn)進(jìn)水管結(jié)冰無(wú)法供水或者是供水量小時(shí)，不可以強(qiáng)行打開(kāi)反滲透設(shè)備進(jìn)行工作。這樣會(huì)損害原水泵跟反滲透膜一定要遵守反滲透膜元件的進(jìn)水要求，不可以盲目的加壓。
2.在有必要的情況下給設(shè)備采取加溫，如果原水溫度很低，也需要進(jìn)行原水加溫，房屋加溫。比如說(shuō)使用火爐或者是暖氣，也可以采用電加熱器，如果反滲透設(shè)備冬天不運(yùn)作，必須要把設(shè)備中的水放出，把反滲透膜取下放到室內(nèi)，防止因?yàn)榻Y(jié)冰對(duì)反滲透膜造成損害。
原水管道加溫，應(yīng)將水源跟廠房建在一起，這樣就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)楣艿肋^(guò)長(zhǎng)造成的二次污染跟冬天不好加溫影響生產(chǎn)的情況。
3.如果安裝在室外，必須有防凍措施，南京EDI純水處理設(shè)備如果沒(méi)有防凍措施可能會(huì)導(dǎo)致濾瓶、膜殼等凍裂，溫度在零度以下必須停止使用水處理設(shè)備。
反滲透設(shè)備安裝在室內(nèi)的必須保證室溫不得低于0度，由于水在凝固過(guò)程體積會(huì)膨脹，如果結(jié)冰，直接導(dǎo)致凈水器所有的管路、濾瓶、膜殼等都會(huì)爆裂，從而發(fā)生漏水。
4.隨著反滲透設(shè)備的使用時(shí)間加長(zhǎng)產(chǎn)水量會(huì)隨之減少，但是到冬季產(chǎn)水量會(huì)變得更少，這是因?yàn)樗疁氐屯杆宰冃。礉B透膜密度也會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生變化，導(dǎo)致產(chǎn)水量更少。應(yīng)加強(qiáng)預(yù)處理裝置反洗次數(shù)，沖洗時(shí)間增長(zhǎng)，精濾芯要勤換，反滲透膜反洗時(shí)間加長(zhǎng)，壓力少激增，這樣才會(huì)保證反滲透設(shè)備正常運(yùn)行。
通常水溫每下降1℃，反滲透膜的產(chǎn)水量下降3%，冬天的產(chǎn)水量約為夏天產(chǎn)水量的50%左右。廢水增加，由于產(chǎn)水量降低，廢水的流量會(huì)相應(yīng)增加，廢水比增大，這是正常現(xiàn)象，待溫度回升后，廢水會(huì)減少，產(chǎn)水流量增加。
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