反滲透膜被汙染了要怎麽辦?首先我們要了解反滲透膜汙染的種類、原因。
反滲透膜汙染的原因主要包括物理汙染、化學汙染、有機物汙染三大類。
物理汙染是原(廢、汙)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)、膠體汙染物(如二氧化矽等)在膜表麵的沉積、堵塞膜孔;
化學汙染是指膜孔內吸附的有害化學成分;
有機汙染物是由細菌粘泥、真菌、黴菌、有機物等在膜表麵及膜孔內粘附形成的汙染。
能夠引起反滲透膜汙染的物質中汙染物尤其是有機物在膜表麵和膜孔內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。但膜汙染引起的通量衰減又往往和濃差極化現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、有機物汙染
有機汙染是目前反滲透行業最難解決的問題。原水中含有的有機物或者是前處理係統投加有機藥劑不當都會造成膜的汙染。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(BOD5),也會促進微生物滋生;若給水中添加過量的磷係等有機阻垢劑,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現細菌繁衍汙染水質的事例。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複雜,盡管采用氯化消毒、氧化等手段,仍會有少數存在,甚至以孢子的形式暫時隱蔽起來。
當膜表麵滋生出大量生命力旺盛的微生物時,覆蓋在膜表麵的微生物及其產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,這種破壞是不可恢複的。
2、膠體汙染(物理)
膠體汙染是反滲透膜汙堵的重要因素之一。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澱。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、膠體矽、Al3+、鐵的腐蝕物或有機物等。
3、離子結垢
在反滲透運行過程中,由於濃差極化造成鄰近膜表麵溶質的濃度快速升高,不易溶解沉澱的或溶度積很小的物質由於濃差極化作用使其在膜表麵堆積、析出結垢,引起邊界層流體阻力增加(或局部滲透壓增加),導致傳質推動力下降,給水中的金屬離子、CaCO3、CaSO4、BaSO4 等溶解度較小的鹽類被濃縮,致使濃水中這些鹽類的濃度超過了它們的溶解度而析出,產生沉積物並停留在膜表麵及膜孔內形成水垢,使膜受到汙染,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。
膜汙染一般是由離子結垢、膠體汙染、有機物汙染混合在一起形成的,使得膜分離效果進一步降低,且很難恢複。
4、操作不當形成的反滲透膜汙堵
反滲透停機時快速降壓沒有用反滲透產水進行徹底衝洗。由於膜濃水側的無機鹽的濃度高於原水,停機後不進行徹底衝洗會使汙染物迅速在膜表麵沉積,導致結垢而汙染膜。
5、預處理係統故障
當反滲透給水前處理係統短路或發生故障時,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遠遠超出了反滲透給水水質標準的範圍,致使懸浮顆粒及膠體在膜麵上形成非晶體沉澱,堵塞反滲透膜進水通道,使膜受到汙染。
反滲透膜汙染的預防
反滲透係統進水水源分為地下水、地表水、汙水處理廠出水等,進水中含有各種汙染物質,反滲透膜汙染的原因取決於進水中汙染物的種類、性質和濃度及反滲透膜的種類。
針對不同的原水水質,分析反滲透膜汙染類型及產生的原因,采取有效的預處理及預防措施,可有效的預防、延緩反滲透膜的汙染;另外對於高汙染水源可以選用寬流道、給水阻力較小,能耗低的抗汙染膜來降低膜組件的汙染和減少化學清洗的次數。文章推薦:一體化汙水處理設備出現故障如何應對?
1、原水的預處理方法
懸浮顆粒及膠體汙染主要是由於反滲透給水預理係統故障造成的,因此在實際操作中,嚴格控製反滲透進水SDI<5(采用超濾反滲透進水SDI<3)。由於原水中含有懸浮固體或粒子、膠體、結垢鹽類、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、離子結垢的控製
原水中含有大量的Ca2+、Mg2+,Ba2+,CO32-,SO42-等結垢離子,為防止CaCO3、CaSO4、BaSO4 等析出沉澱使膜結垢,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 結垢,通常采用混凝沉澱+過濾的處理工藝降低反滲透進水中二氧化矽等的濃度、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、采用控製水的回收率、投加特定的阻垢劑等的方法。
當水中鐵、錳含量少於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 調至5.5,防止生成鐵、錳氧化物;鐵、錳含量大於0.5 mg/L 時,水中鐵、錳等遊離離子被氧化後形成金屬氧化物沉積汙染反滲透膜,需要在反滲透係統之前,增加曝氣-錳砂過濾等的方法將其去除。
3、有機物汙染及微生物汙染的控製
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,控製一定的餘氯量。
如果進水中CODMn 的含量較高,且具有可生化性(例如城市汙水處理廠出水)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(但是高於反滲透膜的進水要求)時,也可在預處理係統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。
汙水回用係統中即便給水SDI 滿足反滲透進水要求<5(甚至SDI<3 時),仍然可能在膜表麵出現大量粘泥狀生物膜,它取決於水中有機物汙染種類、細菌的繁殖狀況、進水溫度和水通量的大小等因素,恰當的預處理係統對延緩反滲透膜的汙染、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節,它直接影響著反滲透膜的使用性能和使用壽命在係統的運行中,盡管選擇了適宜的操作條件,但隨著運行時間的增加,膜組內的微生物、有機物和無機雜質顆粒會不可避免的汙堵膜表麵,使反滲透膜發生汙堵,造成係統產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,以去除膜麵及膜孔內的汙染物,達到恢複透水量、延長膜使用壽命的目的。
當反滲透係統(或裝置)出現以下症狀時,需要進行化學清洗或物理衝洗:
(1)在正常給水壓力下,產水量較正常值下降10 %~15 %;
(2)為維持正常的產水量,經溫度校正後的給水壓力增加10 %~15 %;產水水質降低10 %~15 %,透鹽率增加10 %~15 %;給水壓力增加10 %~15 %;
(3)係統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麵上脫除汙染物,這些方法包括:正方向衝洗法、變方向衝洗法、反壓衝洗法、振動清洗法、排氣衝水法、空氣噴射法、二氧化碳清洗法和自動海綿球清洗法等,其中變方向衝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、表麵活性劑、結合劑等。酸類清洗劑,可以溶解除去礦物質及DNA。檸檬酸、EDTA之類化學劑可用於除垢和堿性汙染物。Biz、Uitrasol 之類去垢劑可有效去除生物汙染。
有時針對某種特殊的汙染物或汙染狀況,要使用RO 藥劑製造商的專用化學清洗藥劑,並且在應用時,要遵循藥劑供應商提供的產品性能及使用說明。特殊情況下可針對具體情況,從反滲透裝置取出已發生汙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,並嚴格按膜生產廠提出的條件(壓力、溫度PH 和流速)進行清洗,防止膜發生不可逆損傷。
3、增加預防性清洗
反滲透膜係統運行一段時間後,會在膜表麵形成一些結垢性物質,但沒有達到清洗條件時,膜表麵的結垢物質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麵的清潔度,並降低濃差極化的影響。
下一篇:深度|汙泥處理要怎樣做?