深度解析反滲透膜污染的原因、危害以及解決辦法
【www.hokkaido-dancers.com南京純水設備】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.反滲透系統污染
反滲透系統的污染通常指系統進(jìn)水中所含的無(wú)機鹽、有機物、膠體以及微生物在膜表面附著(zhù)、沉積或水中無(wú)機離子結垢析出引起的污染。
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,在污染的初期系統的影響不是很明顯,對生產(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。南京工業(yè)純水處理設備但如果處理不及時(shí),系統繼續惡化,重度污染會(huì )帶來(lái)嚴重影響:反應在反滲透出水水質(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)對膜污染,因污染物而異,主要表現在生物污染、膠體污染、和無(wú)機鹽污染。
1)膠體污染是水中懸浮的無(wú)機和有機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致膜污染。鐵、鋁、硅和有機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(cháng),在營(yíng)養源充足的情況下,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 )越嚴重。
3)無(wú)機鹽污染,溶解在水中的無(wú)機鹽,由于濃差極化作用,濃縮后濃度大于濃度積,在膜表面結晶析出,形成無(wú)機鹽污染。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(lèi)型、材質(zhì)的性質(zhì)、給水通道的設計、膜表面的電性等影響因素。
研究結果表明:疏水性膜有利于除鹽,不利于除有機物,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(lèi)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)穩定性較差,易水解,衰減較快,壓力要求較高。而聚酰胺復合膜具有壓力低、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,增強膜的可清洗性;膜元件表面帶負電,南通純水處理設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.預處理的優(yōu)化
對進(jìn)水進(jìn)行良好預處理是減緩膜污染、保證反滲透系統長(cháng)期穩定運行的關(guān)鍵。針對不同的污染,需采用有針對性的處理。以下介紹幾類(lèi)主要污染的預處理優(yōu)化方案。
(1)生物污染的控制
針對生物污染的預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)養源,也可以是兩者的結合。
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,是預防和控制微生物污染的方法之一。可以達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(zhuān)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。具體效果還要看具體情況,比如微生物的類(lèi)型、反滲透的污染程度和水中營(yíng)養物質(zhì)濃度。
根據系統的污染情況和水質(zhì)情況,預處理環(huán)節選擇單獨或聯(lián)合使用的方法,對控制反滲透的污染可以達到很好的效果。
3)除去水中營(yíng)養物質(zhì)
生物過(guò)濾作用可以消耗進(jìn)水中的營(yíng)養物質(zhì)和微生物生長(cháng)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(cháng)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大量繁殖,消耗了大量的營(yíng)養物質(zhì),生物處理越充分,出水的營(yíng)養性越差,水的生物穩定性越高,反滲透微生物污染的風(fēng)險就會(huì )越低。
生物濾池的種類(lèi)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的,南京實(shí)驗室純水處理設備處理方法都是靠生物的大量繁殖降解有機物和營(yíng)養物質(zhì)。
(2) 膠體污染的控制
膠體污染的控制是通過(guò)預處理降低水中鐵、鋁、硅和有機膠體的含量,通過(guò)優(yōu)化混凝澄清過(guò)濾可以有效去除水中鐵、鋁和部分的有機物,但對硅可能效果不明顯。通過(guò)檢測反滲透進(jìn)水SDI 值可以評判去除的效果。
1)膠體物質(zhì)的去除
針對不同的污染物質(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)機械過(guò)濾器運行的優(yōu)化降低含量。優(yōu)化包括良好的清洗,最優(yōu)化的絮凝劑加量調整,以及進(jìn)水pH 值的調整,使絮凝劑在最佳pH 值的情況下充分發(fā)揮絮凝效果,達到最佳的過(guò)濾效果,降低泄漏量。
水中的有機膠體:通過(guò)優(yōu)化機械過(guò)濾器的運行,以及活性炭的充分吸附,降低出水有機膠體的含量。
2)去除效果的評判
要評判水中膠體污染的程度,比較直觀(guān)的評判標準是檢測水的SDI 值,反滲透進(jìn)水一般要求小于5,當然值越小,對反滲透膜的污染風(fēng)險越小。檢測的位置應該靠近反滲透進(jìn)水,每道水處理工藝在維護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,其對反滲透進(jìn)水膠體含量的評估越準確。
3)反滲透進(jìn)水添加化學(xué)藥劑
在原水有硅的情況下,由于預處理對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。
(3)無(wú)機鹽污染的控制
根據水質(zhì)中檢測出的無(wú)機鹽的種類(lèi)和濃度,在反滲透進(jìn)水添加合適的阻垢劑對于降低反滲透污染的風(fēng)險非常有效。
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防污染的重要方法,目前市面上有很多有針對性的抗污染膜,根據污染的不同,在膜的親水性、膜表面的粗糙度、膜表面的電性、流道的設計,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備對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)間內在膜表面附著(zhù)的污染物和堆積物清洗掉的方式,該方法操作簡(jiǎn)單,不對膜造成損傷,對膜的日常維護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,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(lèi)型的化學(xué)清洗劑,為加強清洗效果常采用多種化學(xué)清洗劑復配。
有效適宜的清洗方法可以將污染物徹底清除,恢復膜的原有性能,延長(cháng)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,系統不清洗干凈,其他方法也很難對其產(chǎn)生作用。
四、反滲透設備在冬季的維護
反滲透設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 )出現出水量低,產(chǎn)水不達標的情況,如果操作不當還會(huì )引起反滲透設備的損壞。
1.冬天如果出現進(jìn)水管結冰無(wú)法供水或者是供水量小時(shí),不可以強行打開(kāi)反滲透設備進(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,如果反滲透設備冬天不運作,必須要把設備中的水放出,把反滲透膜取下放到室內,防止因為結冰對反滲透膜造成損害。
原水管道加溫,應將水源跟廠(chǎng)房建在一起,這樣就不會(huì )出現因為管道過(guò)長(cháng)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純水處理設備如果沒(méi)有防凍措施可能會(huì )導致濾瓶、膜殼等凍裂,溫度在零度以下必須停止使用水處理設備。
反滲透設備安裝在室內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,如果結冰,直接導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(zhù)反滲透設備的使用時(shí)間加長(cháng)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,這是因為水溫低透水性變小,反滲透膜密度也會(huì )相應產(chǎn)生變化,導致產(chǎn)水量更少。應加強預處理裝置反洗次數,沖洗時(shí)間增長(cháng),精濾芯要勤換,反滲透膜反洗時(shí)間加長(cháng),壓力少激增,這樣才會(huì )保證反滲透設備正常運行。
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 )相應增加,廢水比增大,這是正常現象,待溫度回升后,廢水會(huì )減少,產(chǎn)水流量增加。
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