反滲透膜被污染了要怎么辦?首先我們要了解反滲透膜污染的種類、原因。
反滲透膜污染的原因主要包括物理污染、化學污染、有機物污染三大類。
物理污染是原(廢、污)水中的金屬(如鐵、錳等金屬氧化物)、非金屬(如CaCO3、CaSO4、BaSO4 等溶解度較小的非金屬鹽類)、膠體污染物(如二氧化硅等)在膜表面的沉積、堵塞膜孔;
化學污染是指膜孔內(nèi)吸附的有害化學成分;
有機污染物是由細菌粘泥、真菌、霉菌、有機物等在膜表面及膜孔內(nèi)粘附形成的污染。
能夠引起反滲透膜污染的物質(zhì)中污染物尤其是有機物在膜表面和膜孔內(nèi)的吸附所引起的通量衰減及分離能力的降低,是造成膜通量衰減的主要原因。但膜污染引起的通量衰減又往往和濃差極化現(xiàn)象引起的可逆通量下降混合在一起,使得膜分離效果進一步降低。
1、有機物污染
有機污染是目前反滲透行業(yè)最難解決的問題。原水中含有的有機物或者是前處理系統(tǒng)投加有機藥劑不當都會造成膜的污染。反滲透膜是有機材料,本身會引起細菌、病毒、藻類等的滋生和繁殖。反滲透進水中存在較多的有機物質(zhì)(BOD5),也會促進微生物滋生;若給水中添加過量的磷系等有機阻垢劑,再加上反滲透給水溫度適宜,會促進微生物迅速生長。
微生物包括細菌、藻類、真菌及其芽孢、孢子和病毒。細菌顆粒極小,一般為1~3 μm,病毒則更小,約為0.01~0.2 μm,藻類、真菌比細菌大很多。而細菌的數(shù)量通常很龐大,一滴水中多的時可含有幾千萬個,極少時1mL 水中也會含有幾個、幾十個。
地表水含微生物較多,近年來在地下水中也常發(fā)現(xiàn)細菌繁衍污染水質(zhì)的事例。微生物可視為膠體,帶有負電荷,通過凝聚、過濾可除去大部分,但徹底除去則十分困難而復雜,盡管采用氯化消毒、氧化等手段,仍會有少數(shù)存在,甚至以孢子的形式暫時隱蔽起來。
當膜表面滋生出大量生命力旺盛的微生物時,覆蓋在膜表面的微生物及其產(chǎn)生的粘液不僅會堵塞膜孔,使膜的脫鹽能力下降,使膜在運行中壓差上升,產(chǎn)水量下降;而且還會破壞反滲透膜的脫鹽層,這種破壞是不可恢復的。
2、膠體污染(物理)
膠體污染是反滲透膜污堵的重要因素之一。膠體是懸浮在水中的無機物或有機物與無機混合物的顆粒,它不會由自身重力而沉淀。膠體物通常含有以下一個或多個主要組份:細菌、硫化物、粘土、膠體硅、Al3+、鐵的腐蝕物或有機物等。
3、離子結(jié)垢
在反滲透運行過程中,由于濃差極化造成鄰近膜表面溶質(zhì)的濃度快速升高,不易溶解沉淀的或溶度積很小的物質(zhì)由于濃差極化作用使其在膜表面堆積、析出結(jié)垢,引起邊界層流體阻力增加(或局部滲透壓增加),導致傳質(zhì)推動力下降,給水中的金屬離子、CaCO3、CaSO4、BaSO4 等溶解度較小的鹽類被濃縮,致使?jié)馑羞@些鹽類的濃度超過了它們的溶解度而析出,產(chǎn)生沉積物并停留在膜表面及膜孔內(nèi)形成水垢,使膜受到污染,造成反滲透裝置的透水量降低、壓差明顯上升,效率迅速降低。
膜污染一般是由離子結(jié)垢、膠體污染、有機物污染混合在一起形成的,使得膜分離效果進一步降低,且很難恢復。
4、操作不當形成的反滲透膜污堵
反滲透停機時快速降壓沒有用反滲透產(chǎn)水進行徹底沖洗。由于膜濃水側(cè)的無機鹽的濃度高于原水,停機后不進行徹底沖洗會使污染物迅速在膜表面沉積,導致結(jié)垢而污染膜。
5、預處理系統(tǒng)故障
當反滲透給水前處理系統(tǒng)短路或發(fā)生故障時,失去或部分失去處理功能,進水中含有大量的懸浮顆粒和膠體,反滲透本體進水濁度和於塞指數(shù)遠遠超出了反滲透給水水質(zhì)標準的范圍,致使懸浮顆粒及膠體在膜面上形成非晶體沉淀,堵塞反滲透膜進水通道,使膜受到污染。
反滲透膜污染的預防
反滲透系統(tǒng)進水水源分為地下水、地表水、污水處理廠出水等,進水中含有各種污染物質(zhì),反滲透膜污染的原因取決于進水中污染物的種類、性質(zhì)和濃度及反滲透膜的種類。
針對不同的原水水質(zhì),分析反滲透膜污染類型及產(chǎn)生的原因,采取有效的預處理及預防措施,可有效的預防、延緩反滲透膜的污染;另外對于高污染水源可以選用寬流道、給水阻力較小,能耗低的抗污染膜來降低膜組件的污染和減少化學清洗的次數(shù)。文章推薦:一體化污水處理設備出現(xiàn)故障如何應對?
1、原水的預處理方法
懸浮顆粒及膠體污染主要是由于反滲透給水預理系統(tǒng)故障造成的,因此在實際操作中,嚴格控制反滲透進水SDI<5(采用超濾反滲透進水SDI<3)。由于原水中含有懸浮固體或粒子、膠體、結(jié)垢鹽類、金屬氧化物、各種微生物、有機物等,需要針對不同進水水質(zhì)采取不同的預處理方法,盡可能的將其去除。具體如表
2、離子結(jié)垢的控制
原水中含有大量的Ca2+、Mg2+,Ba2+,CO32-,SO42-等結(jié)垢離子,為防止CaCO3、CaSO4、BaSO4 等析出沉淀使膜結(jié)垢,如果水量比較大通常采用投加石灰軟化的方法或石灰+純堿軟化的方法、小水量的進水可以通過投加酸降低進水的pH、或利用鈉離子軟化,同時添加特定的阻垢劑的方法來解決。
為防止SiO2 結(jié)垢,通常采用混凝沉淀+過濾的處理工藝降低反滲透進水中二氧化硅等的濃度、適當提高給水溫度(當給水溫度為40 ℃時,SiO2 的溶解度可達160 mg/L)、提高進水的pH、采用控制水的回收率、投加特定的阻垢劑等的方法。
當水中鐵、錳含量少于0.1 mg/L 時,可以不予處理;鐵、錳含量為0.1~0.5 mg/L 時,可加酸將水的pH 調(diào)至5.5,防止生成鐵、錳氧化物;鐵、錳含量大于0.5 mg/L 時,水中鐵、錳等游離離子被氧化后形成金屬氧化物沉積污染反滲透膜,需要在反滲透系統(tǒng)之前,增加曝氣-錳砂過濾等的方法將其去除。
3、有機物污染及微生物污染的控制
防止微生物滋生的方法是在給水預處理中添加殺菌劑。目前常用的是氯殺菌劑,控制一定的余氯量。
如果進水中CODMn 的含量較高,且具有可生化性(例如城市污水處理廠出水)可采用曝氣生物濾池+過濾的方法降低進水CODMn。另外,小水量的較低CODMn 的含量(但是高于反滲透膜的進水要求)時,也可在預處理系統(tǒng)中設置活性炭過濾器進行吸附過濾使得給水中的SDI 值滿足進水要求。
污水回用系統(tǒng)中即便給水SDI 滿足反滲透進水要求<5(甚至SDI<3 時),仍然可能在膜表面出現(xiàn)大量粘泥狀生物膜,它取決于水中有機物污染種類、細菌的繁殖狀況、進水溫度和水通量的大小等因素,恰當?shù)念A處理系統(tǒng)對延緩反滲透膜的污染、延長反滲透膜的使用壽命起到至關重要的作用。
反滲透膜的清洗
反滲透膜的化學清洗是反滲透裝置運行維護中的一個重要環(huán)節(jié),它直接影響著反滲透膜的使用性能和使用壽命在系統(tǒng)的運行中,盡管選擇了適宜的操作條件,但隨著運行時間的增加,膜組內(nèi)的微生物、有機物和無機雜質(zhì)顆粒會不可避免的污堵膜表面,使反滲透膜發(fā)生污堵,造成系統(tǒng)產(chǎn)水量下降及脫鹽率下降等情況。因此必須采取一定的清洗方法,以去除膜面及膜孔內(nèi)的污染物,達到恢復透水量、延長膜使用壽命的目的。
當反滲透系統(tǒng)(或裝置)出現(xiàn)以下癥狀時,需要進行化學清洗或物理沖洗:
(1)在正常給水壓力下,產(chǎn)水量較正常值下降10 %~15 %;
(2)為維持正常的產(chǎn)水量,經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加10 %~15 %;產(chǎn)水水質(zhì)降低10 %~15 %,透鹽率增加10 %~15 %;給水壓力增加10 %~15 %;
(3)系統(tǒng)各段之間壓差快速明顯的增加。
膜的清洗方法可分為二類:物理、化學。
1、物理法
物理清洗是用機械方法從膜面上脫除污染物,這些方法包括:正方向沖洗法、變方向沖洗法、反壓沖洗法、振動清洗法、排氣沖水法、空氣噴射法、二氧化碳清洗法和自動海綿球清洗法等,其中變方向沖洗法是物理清洗法中最為有效的清洗方法。
2、化學法
化學清洗通常使用化學清洗劑進行清洗,如稀酸、稀堿、酶、表面活性劑、結(jié)合劑等。酸類清洗劑,可以溶解除去礦物質(zhì)及DNA。檸檬酸、EDTA之類化學劑可用于除垢和堿性污染物。Biz、Uitrasol 之類去垢劑可有效去除生物污染。
有時針對某種特殊的污染物或污染狀況,要使用RO 藥劑制造商的專用化學清洗藥劑,并且在應用時,要遵循藥劑供應商提供的產(chǎn)品性能及使用說明。特殊情況下可針對具體情況,從反滲透裝置取出已發(fā)生污染的單支膜元件進行測試和清洗試驗,以確定合適的化學藥劑和清洗方案。使用化學法清洗時,使用的化學藥劑必須與膜材料相容,并嚴格按膜生產(chǎn)廠提出的條件(壓力、溫度PH 和流速)進行清洗,防止膜發(fā)生不可逆損傷。
3、增加預防性清洗
反滲透膜系統(tǒng)運行一段時間后,會在膜表面形成一些結(jié)垢性物質(zhì),但沒有達到清洗條件時,膜表面的結(jié)垢物質(zhì)成為晶體生長的晶核,晶體生長速度加快,反滲透的各段壓差增長較快。預防性清洗可以保持膜表面的清潔度,并降低濃差極化的影響。
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