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反滲透膜污染分析及清洗保養方法

    反滲透膜是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反滲透技術的核心構件。反滲透技術原理是在高于溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜 而將這些物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小,因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等。

一、反滲透膜污染種類介紹

    1、顆粒狀污染:泥沙、前處理濾料細末等;

    2、生物性污染:細菌、病毒、藻類等;

    3、有機物污染:鐵、鋁氧化物等;

    4、無機物污染:碳酸鹽類垢、硫酸鹽類垢、氟、硅垢等。

    一種情況是洗后效果不明顯,一種是洗后當時效果還可以,但運行不久即恢復到原來的水平上,究其原因:是因為藥劑僅是將垢體松解,而未能溶解,因而用不了多長時間,又污堵了。例如:我們常見到反滲透裝置一、二段壓差明顯升高,用一般方法清洗,幾乎很難將壓差降下來。其原因一般就是復合垢的緣故,可能是生物的尸體產生的膠體或蛋白質將小顆粒特吸附,粘結于表面也可能是前處理、預處理的絮凝劑阻垢劑添加過量而積存于隔網孔隙內,日久成垢,影響產水量和脫鹽率。再者,也可能是系統設計中,濃差比選擇偏小而使泥沙淤積在道道中而形成污染,還有其他一些異常情況也會造成一、二段壓差的明顯升高。

    反滲透膜的壓差升高,產水量減少,脫鹽率下降,一般多為無機鹽垢所致。根據水質,有單純某一種如碳酸鹽垢。而許多情況下,不僅只是一種,而是多種如碳酸鹽、硫酸鹽、硫酸鹽垢有硫酸鈣、硫酸銀、硫酸鋇還有硅垢,如冬天氣溫低或深井水溫低,還可能復合硅垢。此外有些地區氟化物污垢也是有實例可證的。

    綜上所述,由于污染情況不同,用一種或簡單的幾種方法和藥劑是不能很好的解決污染問題的。清洗膜元件需要講究對癥下藥,如果采用了錯誤的清洗藥劑和清洗方法,將導致難以挽救的損失。例如對于清洗碳酸鹽類垢與硫酸鹽類垢就截然不同,如果用反了,清洗過的膜就再也恢復不了原有性能指標,因此選擇正確的清洗藥劑和方法的前提是正確分析了解污垢的性質、種類和程度,這項工作非專業的清洗隊伍是很難勝任的。

二、反滲透膜的清洗和維護

    1、在以下情況下需要清洗膜

(1)標準化后鹽的透過率增加10%-15%;

(2)標準化后透過液流量降低10%-15%;

(3)進水和濃水的壓差較基準狀況上升了15%,各段壓力差增加了15%;

(4)作為日常維護,一般在正常運行3-6個月后。

(5)在正常給水壓力下,產水量較正常值下降10~15%;

(6)產水水質降低10~15%,透鹽率增加10~15%;

(7)給水壓力增加10~15%;

(8)系統各段之間壓差明顯增加。

    2、膜污染特征

    保持穩定的運行參數主要是指產水流量、產水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運行參數起伏不定,建議檢查是否有污染發生,或者在關鍵運行參數有變化的前提下反滲透的實際運行是否正常。

    定時監測系統整體性能是確認膜元件是否已發生污染的基本方法。污染對膜元件的影響是漸進的,并且影響的程度取決于污染的性質。

    已受污染的反滲透膜的清洗周期根據現場實際情況而定。正常的清洗周期是每3-12個月一次。

    當膜元件僅僅是發生了輕度污染時,重要的是清洗膜元件。重度污染會因阻礙化學藥劑深入滲透至污染層,影響清洗效果。

    清洗何種污染物以及如何清洗要根據現場污染情況而進行。對于幾種污染同時存在的復雜情況,清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗(應先低PH后高PH值清洗)。

三、反滲透膜清洗具體方法

    反滲透膜的性能下降主要原因是由于膜表面受到了污染,如表面結垢、膜面堵塞;或是由膜本身的物理化學變化而引起的。物理變化主要是由于壓實效應引起膜的透水率下降;化學變化主要是由于pH的波動而引起的,如使醋酸纖維素膜水解、游離氯也會使芳香聚酰胺膜性能惡化。

    反滲透膜污染堵塞的主要原因是由于膜面沉積和微生物的滋長而引起的。其中微生物不僅堵塞膜,并對醋酸纖維素有侵蝕損害作用。因此,在膜內必須保持一定的余氯量,但是余氯太高,又會引起膜性能下降,故在醋酸纖維素膜前保持余氯0.1~0.5 mg/L,而在芳香聚酰胺膜前余氯要<0.1 mg/L。

    反滲透膜的清洗處理是一個細致而又煩雜的工作,目前國產膜的質量還不夠高,多次清洗膜易損壞。為了減輕清洗工作,要搞好預處理,把好水質關。

    處理的方法是:定期用0.1%甲醛溶液或用質量濃度為100 mg/L的新潔爾滅消毒液循環清洗處理至少1h。已經污染的膜要用2%檸檬酸銨溶液(pH為4~8)進行清洗,或用亞硫酸氫鈉、六偏磷酸鈉、稀鹽酸等來防止錳、鐵及碳酸鹽的結垢。有時也用酶洗滌劑對有機物進行清洗。清洗壓力控制在0.34~0.98 MPa,清洗流速為原來水處理流速的2~3倍。

四、反滲透膜保養方法

    反滲透膜保養應該注意哪些?在反滲透膜系統運行過程中,污染和清洗始終是一個動態的平衡過程,每次清洗都保持最大限度的潔凈度,才能讓膜更高效運行。

    運行一段時間以后,膜上吸附沉積了大量污染物需要被及時清除干凈,以待下一次高效率的運行。如果每次清洗不到位就接著進行過濾,污染將會進一步的累積,累積到膜表面流道被堵死,清洗劑無法滲透進去的現象。同時由于長期帶壓力運行,污染物會發生密實現象,這都將導致膜的清洗恢復極其困難,最終導致膜的報廢。

    冰凍三尺非一日之寒,如果以前的膜沒有進行有效率清洗,已經污染到極低通量,那一定是日積月累的結果,不要指望用一次某種高效的膜清洗劑就能把全部的污染物一次清除干凈,好比生了一場大病,指望吃一次藥就能立刻恢復健康,那是完全是不實際的。反滲透膜要經常定期清洗這樣才能保證我們飲水的健康、安全。

    一般出現產水量下降較多,產水水質、脫鹽效果變差,系統各段之間壓差變大等情況時,說明反滲透膜污染比較嚴重,需要清理了。一般使用的化學清洗液有檸檬酸、鹽酸、亞硫酸氫鈉等,針對不同的污染使用不同的溶液。工具就很簡單,水箱、水泵、過濾器、最好再帶壓力表流量計。如果反滲透長時間不使用(3天往上),需用亞硫酸氫鈉溶液注入反滲透膜組件,抑制微生物生長。

    反滲透膜系統停運一周以上(環境溫度在5℃以上):停運前,先對系統進行低壓(0.2-0.4MPa),大流量(約等于系統的產水量)沖洗,時間為14~16分 鐘;按照反滲透系統操作說明書中有關系統化學清洗的方法進行化學清洗;化學清洗完畢后,沖洗干凈反滲透膜;配制0.5%的福爾馬林溶液,低壓輸入系統內, 循環10分鐘;關閉所有系統的閥門,進行封存;如系統停運10天以上,則每10天須更換一次福爾馬林溶液。

    反滲透膜系統短期內停運(1-3天):停運前,先對系統進行低壓(0.2-0.4MPa),大流量(約等于系統的產水量)沖洗,時間為14~16分鐘;保持平常的自然水流,讓水流入濃水道。

    環境溫度在5℃以下:停運前,先對系統進行低壓(0.2-0.4MPa),大流量(約等于系統的產水量)沖洗,時間為14~16分鐘;在有條件的地方,可 將環境溫度升高到5℃以上,然后按照1的方法,進行反滲透膜系統保養。

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