DQZHAN技術訊：技術干貨：反滲透膜污染以及設備維護

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。下面小編將詳細分析反滲透膜污染的原因、危害以及解決辦法。

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)進水中所含的無機鹽、有機物、膠體以及微生物在膜表面附著、沉積或水中無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漸進發(fā)展的過程，在污染的初期系統(tǒng)的影響不是很明顯，對生產(chǎn)的危害也不是很大，如果及時進行清洗基本可以恢復。但如果處理不及時，系統(tǒng)繼續(xù)惡化，重度污染會帶來嚴重影響：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。

反滲透膜污染的影響因素分析

1、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，但化學穩(wěn)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，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，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。

2、水質(zhì)與膜污染

水質(zhì)對膜污染，因污染物而異，主要表現(xiàn)在生物污染、膠體污染、和無機鹽污染。

1)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，膜的污染也會越嚴重。

2)膠體污染是水中懸浮的無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。

3)無機鹽污染，溶解在水中的無機鹽，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，形成無機鹽污染。一般的膜污染存在多種污染同時存在的情況，且相互影響，加速膜的污染。

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方面進行研究。

01

預處理的優(yōu)化

對進水進行良好預處理是減緩膜污染、保證反滲透系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關鍵。針對不同的污染，需采用有針對性的處理。以下介紹幾類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，也可以是兩者的結合。

1)去除進水微生物

消除進水微生物的生物活性或者降低進水中微生物量，是預防和控制微生物污染的方法之一?？梢赃_到這種效果的物理方法包括紫外**、砂濾以及膜過濾，化學的方法包括添加活性氯、臭氧等化學藥劑。幾種處理方法的優(yōu)缺點對比(見表1)

2)除去水中營養(yǎng)物質(zhì)

生物過濾作用可以消耗進水中的營養(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險就會越低。

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的，處理方法都是靠生物的大量繁殖降解有機物和營養(yǎng)物質(zhì)。

3)反滲透進水添加化學藥劑

在反滲透進水添加專業(yè)抑菌劑可以從一定程度降低反滲透生物污染的風險。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，預處理環(huán)節(jié)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。

2、 膠體污染的控制

膠體污染的控制是通過預處理降低水中鐵、鋁、硅和有機膠體的含量，通過優(yōu)化混凝澄清過濾可以有效去除水中鐵、鋁和部分的有機物，但對硅可能效果不明顯。通過檢測反滲透進水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：通過曝氣和錳砂過濾的方式進行去除。

水中的鋁：一般是鋁絮凝劑泄漏引起的，可以通過機械過濾器運行的優(yōu)化降低含量。優(yōu)化包括良好的清洗，*優(yōu)化的絮凝劑加量調(diào)整，以及進水pH 值的調(diào)整，使絮凝劑在*佳pH 值的情況下充分發(fā)揮絮凝效果，達到*佳的過濾效果，降低泄漏量。

水中的有機膠體：通過優(yōu)化機械過濾器的運行，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，比較直觀的評判標準是檢測水的SDI 值，反滲透進水一般要求小于5，當然值越小，對反滲透膜的污染風險越小。檢測的位置應該靠近反滲透進水，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，因此檢測點離反滲透進水越近，其對反滲透進水膠體含量的評估越準確。

3)反滲透進水添加化學藥劑

在原水有硅的情況下，由于預處理對硅的去除效果不明顯，因此及時添加合適的阻垢劑可以降低反滲透污染的風險。

3、無機鹽污染的控制

根據(jù)水質(zhì)中檢測出的無機鹽的種類和濃度，在反滲透進水添加合適的阻垢劑對于降低反滲透污染的風險非常有效。

02

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(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、流道的設計，膜的材質(zhì)等方面進行優(yōu)化，選擇合適的膜元件，對提高抗污染性也有很大的幫助。

03

反滲透膜的清洗

有效適宜的清洗方法可以將污染物徹底**，恢復膜的原有性能，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，其他方法也很難對其產(chǎn)生作用。

膜清洗可分為物理清洗和化學清洗等，物理清洗是通過低壓力，高流速的進水沖刷膜元件，將短時間內(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，不對膜造成損傷，對膜的日常維護可以起到很好的效果。化學清洗是用某些化學藥劑的溶液循環(huán)沖洗膜表面，通過交換、螯合、破乳等反應，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 種類型的化學清洗劑，為加強清洗效果常采用多種化學清洗劑復配。一些通用的清洗配方見表2。

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，氣溫會比較低、原水溫度也會比較低，會出現(xiàn)出水量低，產(chǎn)水不達標的情況，如果操作不當還會引起反滲透設備的損壞。

1、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(nèi)，防止因為結冰對反滲透膜造成損害。

原水管道加溫，應將水源跟廠房建在一起，這樣就不會出現(xiàn)因為管道過長造成的二次污染跟冬天不好加溫影響生產(chǎn)的情況。

2、冬天如果出現(xiàn)進水管結冰無法供水或者是供水量小時，不可以強行打開反滲透設備進行工作。這樣會損害原水泵跟反滲透膜一定要遵守反滲透膜元件的進水要求，不可以盲目的加壓。

3、隨著反滲透設備的使用時間加長產(chǎn)水量會隨之減少，但是到冬季產(chǎn)水量會變得更少，這是因為水溫低透水性變小，反滲透膜密度也會相應產(chǎn)生變化，導致產(chǎn)水量更少。應加強預處理裝置反洗次數(shù)，沖洗時間增長，精濾芯要勤換，反滲透膜反洗時間加長，壓力少激增，這樣才會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，廢水的流量會相應增加，廢水比增大，這是正常現(xiàn)象，待溫度回升后，廢水會減少，產(chǎn)水流量增加。

4、如果安裝在室外，必須有防凍措施，如果沒有防凍措施可能會導致濾瓶、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(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、膜殼等都會爆裂，從而發(fā)生漏水。