反滲透膜(mó)汙染的原(yuán)因
1、微生物汙染
微生物包括細菌、藻類、真菌和病毒(dú)等。細菌的顆(kē)粒極小,一般球菌直徑為0.5~1.0微米;杆菌寬1微米,長2微(wēi)米,病毒則更小,目前發現的*大的是痘病毒(dú)直徑約300納(nà)米,*小的是圓環病(bìng)毒直徑17納米。微生物汙染對反(fǎn)滲透膜係統至(zhì)少造(zào)成兩方麵的不良後果:*,微生(shēng)物的大量繁殖和代謝,產生大量的的膠體物質,致使膜被堵塞造(zào)成膜通量(liàng)急劇(jù)下降;第二,將造成產水中的(de)細(xì)菌總(zǒng)數的增加。反滲透膜的微生物汙染對整(zhěng)個裝置的長周期(qī)運行極(jí)為不利,因此要對反滲(shèn)透膜的微生物汙染高度重視。
造成生物汙染的原因一(yī)般有:
(1)進水(shuǐ)中(zhōng)含有較高(gāo)數量的微生物;
(2)係統(tǒng)的停用、保護、衝洗等沒有嚴格按照技術手冊要求進行;
(3)沒有(yǒu)對進水進行殺菌或者殺菌劑投加量(liàng)過小;
(4)進水水質含有容易滋生微生物的營養(yǎng)物(wù)質從而導致微生物的大量滋生;
(5)沒有對管路進行定期的殺菌和消毒。受(shòu)到微生物汙染的膜表麵會十分滑膩並常有(yǒu)難聞的氣味,對生物膜樣品進行焚燒的氣味(wèi)同焚燒頭發一樣。
(例如進水的氨氮指標嚴重超濃度,導致管路(lù)中和膜元件(jiàn)內大量微生物滋生,對膜係統進行(háng)化學清洗後,由(yóu)於沒有對管路進行殺菌(jun1)消毒,係統啟運時,在管路中存(cún)留的大部分微生物顆粒隨水流全部進入膜端,導致係統產水率嚴重下(xià)降,膜(mó)段間壓降急劇(jù)上升。係統*終(zhōng)通過離線清洗得以(yǐ)消除汙染。)
2、有機物及礦物油汙染
由有機物(wù)造成的(de)膜係(xì)統故障占全部係統故障的60%—80%。進水中的有機(jī)物吸附在膜元件(jiàn)表麵,會(huì)造成(chéng)通量(liàng)的損失,尤其是在*段,在很多情況下,在膜(mó)表麵形(xíng)成的吸附層對水(shuǐ)中(zhōng)的溶解鹽就象另一層分(fèn)離阻擋層,堵塞膜麵(miàn)通(tōng)道,導致脫鹽率上升,大分(fèn)子量並且帶有疏水性基團的有機物常常會造成這(zhè)種效應,例如微量的油滴、大分子量難降解的有機物等,會導致膜係統受(shòu)到有(yǒu)機(jī)物汙染。
(例如石化廢水成份複雜,水中有機物濃度較高, 且含有微量油,因此在石化廢水深度處理裝置中使用的反滲透膜係統中,有機物汙(wū)染是一種*常見的汙染類型。對反滲透膜的有機(jī)物汙染一般通過進水的油和(hé)有機汙染物濃度分析即可判斷一般的有機汙染通過定期的化學清洗即可消除。)
3、絮凝(níng)劑引起(qǐ)的汙染
在反滲透係統的(de)預處理(lǐ)過程中,如氣浮(fú)選或混凝(níng)沉澱處理單元,通過加人一定的高純聚合鋁絮凝劑,使水中的膠體、粒雜質及油類物質得以去除。
絮凝劑的使用主要分為無機類和有機類,無機類一般為聚(jù)鐵、聚鋁,由於無機類絮凝劑價(jià)格便宜而使用較多,為了避免(miǎn)對膜係統的鐵離子汙染,一(yī)般的(de)膜係統中都選用高純聚鋁作為絮凝劑;有機絮凝劑一(yī)般為聚丙烯酞胺(àn)、聚丙鹽類(lèi)的較多。在某些膜係統的預處理單元中(zhōng),無機類和有機類(lèi)絮凝劑一起配合使用效(xiào)果較好,但在實際(jì)使用(yòng)中,要根據係統工藝的不同,水(shuǐ)質的不同,通(tōng)過實(shí)際篩選決定使(shǐ)用絮凝劑的各類和濃度。在實際(jì)的運行中,並不是所有的(de)絮凝劑都(dōu)會被絮凝成粒,無論是哪一(yī)類的絮(xù)凝劑,都會在水中有一定的殘留,進人後續處理單元(yuán)後,正常情況下,殘留(liú)的絮凝劑會隨著濃水排掉,但是如果絮凝劑投(tóu)加濃(nóng)度過高,膜係統進水中(zhōng)的殘留量過多,會在反滲(shèn)透膜的表麵進行二次絮凝沉澱,引(yǐn)起(qǐ)膜汙染(rǎn),並(bìng)且因為絮(xù)凝劑投加量(liàng)過高而引起的汙染在清洗(xǐ)中(zhōng)一般難以去(qù)除,甚至可以(yǐ)會導致(zhì)在短(duǎn)時間內就需要更換膜。
4、結垢引起的汙染
結垢(gòu)是難溶性的鹽類在(zài)膜表麵(miàn)析(xī)出固體沉澱,防止結垢的方法(fǎ)是保證難溶解性鹽類不超過飽和界限。在(zài)反滲透係(xì)統中析出的垢主要(yào)是無機成分,以(yǐ)碳酸鈣為主,除碳(tàn)酸鹽以外(wài),很多其他的無機鹽類同樣具有較低的飽和溶解度,如硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鎂及部分氫氧化物等。為了防(fáng)止膜麵(miàn)結垢,一般在保安過濾器之前要加入適量的膜用阻垢劑。有時也會出現投加的不同藥劑發生相互作用導致難溶(róng)物質析(xī)出,進而汙染膜元件的事情。例如當聚合有機阻(zǔ)垢劑與(yǔ)多價陽離子如鋁或殘留的聚合陽離子絮凝劑相遇時,可(kě)能會發生沉澱反應,例如(rú)鋁或鐵,所產生的膠狀反應物,非常難以從膜麵上去(qù)除,因此在投加多(duō)種藥劑時,應該注意這些藥(yào)劑的成分(fèn),根據水質數據、所選(xuǎn)擇的膜型號,通過試驗確認它們的(de)兼容性,並獲得恰(qià)當的阻垢劑類型及投加劑量。
5、膠體(tǐ)汙染
膠體是具(jù)有1納米(nm)到1微米(mǐ)粒徑,像粘土(tǔ)一樣很難自然降解的(de)微粒子,在水中通常帶負電。汙水中的有機膠(jiāo)質類物(wù)質、過剩的絮凝劑投加(jiā)量(liàng)、汙水中的金屬離子(zǐ)水解形成的氫氧化(huà)物膠體,是導致膠體汙染的常見原因。廢(fèi)水中的常見膠體汙染物有(yǒu)氫(qīng)氧化鐵、氫(qīng)氧化鋁、二氧化矽膠體(tǐ)等。
反滲透係統的長期運行經驗
1、保持(chí)預處理效果的穩定
在預(yù)處(chù)理階段去除原水中的大部分汙染物(wù)。良好的預處(chù)理效果,能夠有效減少反(fǎn)滲透係(xì)統受到各類汙染的(de)機率。
(例如定期更(gèng)換保安過濾(lǜ)器濾芯和檢查保安過濾器,防止過濾器內出現短流(liú)現象和滋生(shēng)生(shēng)物粘泥而(ér)對膜元件造成汙染;嚴格控製進水濁度和汙染指標(SDI),控製進水濁度小於0.5NTU,汙染指數小於5;對(duì)膜前流程及膜係統進行消毒殺菌,消毒殺菌對控製微生物汙染是必不可少的關鍵步驟。對係統的殺菌分為衝擊式殺菌和連續性殺菌,可根據係(xì)統不同而選用不同的方法)
2、控製較低的運行(háng)壓力和回收率(lǜ)
壓力是反(fǎn)滲透脫(tuō)鹽的推動力,壓力升(shēng)高,膜組件(jiàn)透水量線性上(shàng)升,脫鹽率(lǜ)開始(shǐ)時(shí)升高,當(dāng)壓力升至一定值時,脫鹽率趨於平(píng)穩。因而在實際運行(háng)中,壓力無需太高,壓力過高會使膜的衰減加劇,而且有可能損壞膜組件。為延長膜組件的使用(yòng)壽命,通常在脫鹽(yán)率(lǜ)和產水量滿足生產要求時,采用稍低一些的壓力運行,對係(xì)統的長周期運行有著(zhe)極大的(de)好處。
當反滲透係統采用較高的回收率時,濃水含鹽(yán)量相應提高,不但容易在濃水側產生濃差極化,而且會導(dǎo)致係(xì)統滲透壓的增大,為維持產(chǎn)水量,操作壓力必須提高,產水的比能耗也會增加,產水水質變差(chà),膜汙染加重,結垢和(hé)微生物汙染的(de)危險性變大。根據運行經驗,反滲透(tòu)係統(tǒng)的回收率控製(zhì)在75%以(yǐ)下(xià)比(bǐ)較合適。
3、對膜進行(háng)物理清洗(產品水衝洗)
衝洗是采用低壓大流量的(de)進水衝洗膜元件,衝洗掉附著在膜表麵的汙染物和堆積(jī)物,膜的低壓衝洗可以減(jiǎn)少深度差,防止(zhǐ)膜(mó)脫水現象的發生。在條件允許的情況(kuàng)下,建議經(jīng)常對係統進行(háng)衝洗。增加(jiā)衝洗次數比進行一次化學清洗更有效果。
4、規範係統啟停操(cāo)作及停運保護措施
係統啟動和停止時,流量和壓力會有波動。過大、過快的流(liú)量和壓力波動(dòng)可能會導致係統發生極(jí)限壓降現象,形成水錘作用,從而導致膜元件(jiàn)破裂,故在進行啟停止操(cāo)作時需緩慢增(zēng)加或者降(jiàng)低壓力及流量。
係統的開機前和停運時,應確保壓力容器內(nèi)沒有(yǒu)真(zhēn)空,否則當(dāng)再次啟(qǐ)運膜元件的瞬間會出現水錘或者水力衝擊,當已經漏掉水分的係(xì)統在初始開機或一般運行啟動時,就會出現上述現象。
係統(tǒng)應保持較低的背壓(產水側壓力),產水側壓力高於原水側壓力(lì)0.05MPa以上時,膜元件會受到物理(lǐ)性損傷。係統啟動和停止(zhǐ)運行前,要充(chōng)分確認閥門的開和關(guān)以及壓力的變(biàn)動,保證運行過程中杜絕背(bèi)壓(yā)現象發生。如果膜係統需要長時間停(tíng)運,則需要根據技術手冊要求,向係統內通入保(bǎo)護液或者定期通水來保證膜元件的正(zhèng)常備用。
5、定期對膜元件進行在線化學(xué)清洗
采用了合理的(de)預處(chù)理係統和良好的運行管理,它(tā)隻能使膜(mó)元件受汙染的程度有所降低,要完全消除膜的汙染是不可能的。因此(cǐ),反滲透(tòu)膜係統運行一段時間後,將可能受到多種汙染物的汙染,尤其是使(shǐ)用在汙水(shuǐ)深度處理裝置的反滲透膜係(xì)統,汙染更是經常發生一(yī)般情況下,經過標準化後的產(chǎn)水量下降15%左右,進水和濃水之間的係統壓降升高到初始值的(de)1.5倍,產水水質有(yǒu)明顯下降,就需要對膜(mó)元件(jiàn)進行化學清洗。
化學清(qīng)洗時,*先要判斷汙染物(wù)種類,然後根據膜的特性選擇合適的清洗配方和清洗工(gōng)藝。清洗時要注意控製清洗液的pH值、溫度和清(qīng)洗液的流量。為了保證衝洗效果,具備條件的可以采用分段清洗的方法進行化學清洗。目前國內及國際已經(jīng)有專業化生產的膜專用清洗藥劑供(gòng)選擇使用。清(qīng)洗效果(guǒ)可以通過比較清洗前後的(de)裝置的脫鹽率、產水量(liàng)和壓降等性能來確認(rèn)。
6、對(duì)膜元(yuán)件進行離線化學清洗
當膜係統經過多次在線化學清(qīng)洗後無法恢複性能,或者膜係(xì)統受到重度汙染後,則(zé)需要對膜元(yuán)件進行離線化學清洗。膜元件的重度汙染是指汙染後的單段壓差大於係統投運初期單段壓差值(zhí)的2倍以(yǐ)上、反(fǎn)滲透係統產水量下降30%以上或者單支(zhī)反滲透膜元件質量(liàng)超過正常數(shù)值3kg以上的(de)情況。
根據用戶原水全分析報告、性能測試結果及所了解的係統信息判斷汙染類型及清洗流程;必要時再通過特殊的設備、器具作進一步的驗證,以確定具體汙染物類型,確定所需清(qīng)洗配方。將拆下(xià)了(le)待清洗膜(mó)元(yuán)件在專用離線清洗設備上進(jìn)行清洗(xǐ),清洗後經過檢測合格後回裝投用。