深度解析反滲透膜污染的原因、危害以及解決辦法
【www.wotx.net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,主要是指膜過濾過程中,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、和無機(jī)鹽污染。
1)膠體污染是水中懸浮的無機(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,在營養(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)無機(jī)鹽污染,溶解在水中的無機(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??梢赃_(dá)到這種效果的物理方法包括紫外殺菌、砂濾以及膜過濾,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)除去水中營養(yǎng)物質(zhì)
生物過濾作用可以消耗進(jìn)水中的營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生長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,消耗了大量的營養(yǎng)物質(zhì),生物處理越充分,出水的營養(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)物和營養(yǎng)物質(zhì)。
(2) 膠體污染的控制
膠體污染的控制是通過預(yù)處理降低水中鐵、鋁、硅和有機(jī)膠體的含量,通過優(yōu)化混凝澄清過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。通過檢測反滲透進(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:通過曝氣和錳砂過濾的方式進(jìn)行去除。
水中的鋁:一般是鋁絮凝劑泄漏引起的,可以通過機(jī)械過濾器運(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)到最佳的過濾效果,降低泄漏量。
水中的有機(jī)膠體:通過優(yōu)化機(jī)械過濾器的運(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)無機(jī)鹽污染的控制
根據(jù)水質(zhì)中檢測出的無機(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?;瘜W(xué)清洗是用某些化學(xué)藥劑的溶液循環(huán)沖洗膜表面,通過交換、螯合、破乳等反應(yīng),有效去除膜表面的污染,目前已開發(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)冰無法供水或者是供水量小時(shí),不可以強(qiáng)行打開反滲透設(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^長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?,反滲透膜密度也會(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,精濾芯要勤換,反滲透膜反洗時(shí)間加長,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?,F(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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