反渗透膜组污染及清洗方法的探究

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1、反渗透膜组污染及清洗方法的探究摘要：在反渗透分离过程中，膜的污染是一个練手的问题，它的出现造成了反渗透装置去除率和产水量的大幅度下降，严重影响膜的使用寿命。本文论述了反渗透膜在水处理中常见的污染现象。根据污染的类型、程度、膜材料的性能选择清洗剂，设计出合理的清洗方案，快速恢复反渗透膜的膜通量。关键词：反渗透膜;污染;清洗1、引言随着时代的进步，经济和科技的飞速发展，我们所面临的水污染问题已日趋严重，越来越受到国家的重视。2010年6月，作为国家进一步《做好松花江流域水污染防治规划》的重点项目，作为油田必须完成的重点环保工程，污水综

2、合处理装置开工投产。在装置深度处理系统中我们采用了反渗透膜分离技术。反渗透膜分离是一种新型的膜分离技术，它通过压力差脱除溶液中的盐类及低分子物，如无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等。具有无相变、不发生化学变化、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、耗能低等众多优点。在反渗透膜分离技术实际应用中，不可避免产生膜污染现象，且膜污染问题是影响该技术稳定性的决定因素，因此研究膜污染形成机理、及时对膜污染进行清洗是反渗透系统正常运行、防止其发生故障的重要保证。2、膜污染定义膜污染是指与膜接触的料液中微粒、胶体粒子或溶质大分子与

3、膜发生物理、化学相互作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面的浓度超过其溶解度及因机械作用而引起的在膜表面或膜孔内的吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性不可逆变化现象。污染物尤其是蛋白质等大分子在膜表面和膜孔内的吸附所引起的通量衰减及分离能力的降低，是造成膜通量衰减的主要原因。但膜污染引起的通量衰减又往往和浓差极化现象引起的可逆通量下降混合在一起，使得膜分离效果进一步降低。3、膜污染产生原因IT反渗透系统在运行过程中，废（污）水中的金属离子、微生物、不易溶解的沉淀、有机污染物、生物粘泥、胶体、油脂等长时间与膜接触，

4、会引起膜污染，使膜的通量及分离性能明显降低、压降升高。其原因主要包括以下几方面：3.1浓差极化在反渗透分离时，水携带的溶质是朝向膜的，由于膜的作用溶剂透过了膜，因而膜表面与主体溶液之间形成浓度梯度，严重时会产生很高的浓度梯度，这种现象称为浓差极化。浓差极化使料液渗透压增大，有效推动力减小，膜的水通量减小，造成透水速度和脱盐率下降。3.2离子结垢溶度积较小的盐类，在反渗透过程中可能会因浓缩超过其溶度积而析出，产生沉积物停留在膜表面上及进水通道内形成水垢，其中主要的离子结垢有：3.2.1碳酸盐垢在反渗透系统的进水中，不管是地表水还是地

5、下水，都溶解有碳酸盐和不饱和碳酸盐，随着水中二氧化碳通过反渗透膜进入反渗透产水。反渗透浓水侧的碳酸盐浓度升高，当阻垢分散剂投加不当，或是进水PH控制不当导致给水pH增高时，就容易产生碳酸盐垢沉积。3.2.2硫酸盐垢在反渗透系统的进水中，如果硫酸根的含量较高，很容易产生CaS04垢的沉积，硫酸盐垢比碳酸盐垢难去除。如果有硫酸盐垢的可能性，应及时调整运行参数，降低回收率或调整阻垢剂的加入量和品种，降低浓水侧硫酸盐的浓度或者提高硫酸盐的溶度积，防止此类结垢的生成。3.2.3聚合硅垢聚合硅垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致，这种硅的污染不

6、同于硅胶体物的污染，硅胶体物污染是由与金属氧化物缔合或是与有机物缔合而造成的。硅垢的发生大多数为水中存在铝或铁，浓水中最大允许的SiO2浓度数取决于SiO2的溶解度。3.3金属氧化物沉积一般含有低价铁离子和猛离子的某些水源具有一定还原性，此类水源造成膜污堵的主要原因就是铁、铝、镒等在膜表面产生胶体颗粒污堵。铁发生氧化所需的pH值较低，使得反渗透系统发生铁污堵现象较频繁。引起膜面上沉积可溶性二价铁和三价铁的相关污染物可能情况为：(1)氧气进入到含二价铁的进水中。(2)铁与硅反应形成难溶性的硅酸铁。(3)受铁还原菌氧化作用影响，将会加

7、剧生物膜滋生和铁垢的沉积。(4)预处理过滤系统中使用铁或铝助凝剂。(5)由含铁絮凝剂转变引起的胶体状铁。铁、铝、猛等产生金属污染后的特征表现为产水量降低，压差上升。3.4微生物污染微生物污染是由细菌黏泥，真菌、霉菌等引起的。由于细菌粘附于膜表面形成菌群，菌群是微生物污染中最严重的一类，它的危害程度远较单个细菌的大且难于清除。3.5胶体污染胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的颗粒，它不会由于自身重力而沉淀。胶体通常含有一种或多种主要成分，如铁、铝、硅、硫或有机物。它们和预处理时加入的混凝剂、助凝剂、阻垢剂等形成胶体沉积在膜

8、表面造成胶体污染。胶体物污染难处理是由于带有同种电荷，比较稳定，不易沉降，易污染膜，导致水通量下降。3.反渗透膜清洗在反渗透膜的日常运行中，即使进水水质符合要求，运行控制正常，反渗透膜也会逐渐被浓水中的无机物、微生物、金属氢氧化物、胶体和不溶性有机