反渗透膜微生物的污染与防治

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1、反渗透膜微生物的污染与防治在反渗透膜污染的几个类型中（微生物污染、化学污染、颗粒和胶体污染），微生物污染具有它的特殊性，它在反渗透水处理中所造成的运行困难是最严重的一种。目前，国内在反渗透水处理系统运行中，膜的微生物污染问题日渐突出。通常认为，给水污染指数（污泥密度指数，简称SDI）具有包容微颗粒污染的综合特征，所以往往把预处理的重点集中于SDI上。国际上各膜生产厂家对给水微生物也未规定具体指标。所以，无论是对地表水还是地下水的处理，常常认为只要SDI合格，并采取了防垢控制措施，反渗透给水处理就有了保障。然而，事实并非如此。据粗略统计，国内近年来出现的反渗透膜的微生物污染事

2、例令人们深省。事实上，反渗透水处理系统在投产后不长的时间内微生物污染就会出现，引起压差增大数倍、产水量大幅度下降等严重危害。1、微生物污染1.1反渗透给水中的微生物。微生物包括细菌、藻类、真菌及其芽孢、孢子和病毒。细菌颗粒极小，一般为1～3μm，病毒则更小，约为0.01～0.2μm，藻类、真菌比细菌大很多。而细菌的数量通常很大，一滴水多时可含有几千万个，极少时1mL水中也会含有几个、几十个。地表水含微生物较多，近年来在地下水中也常发现细菌繁衍的事例。微生物可视为胶体，带有负电荷，通过凝聚、过滤可除去大部分，但彻底除去则十分困难而复杂，尽管采用氯化消毒、氧化等手段，仍会有少数

3、存在，甚至以孢子的形式暂时隐蔽起来。有事例证明，即使采取精密过滤、超滤，有时也是不尽人意的。1.2反渗透给水系统中的微生物粘泥。微生物膜是微生物在具有有机物和无机物的营养环境下，在膜表面新陈代谢而形成的。特别是在水通量过高或发生浓差极化时，微生物呈数倍的快速繁殖。这是一种胶粘物，其粘附力很强，难以清除，可以保护微生物不受水流剪切作用而冲走，也不易受化学消毒药剂的影响，由于不易彻底清除，因而加速粘泥的再生。这些微生物属于附着细菌。1.3反渗透膜面上微生物污染的特点。反渗透膜的微生物污染具有它的特殊性，其特点如下：5（1）给水SDI合格，并不能保证避免微生物污染。给水SDI<4

4、、甚至SDI<3时，仍然可能在膜表面出现大量粘泥状生物膜，它取决于水中细菌的繁殖状况和水通量的大小。　　（2）微生物污染发展迅速，一旦膜上出现细菌群落，特别是在出现浓差极化的情况下，将会在1、2个月内，甚至数天就会生成粘泥膜，出现过高的给水压降，为保持反渗透的产水量，给水泵的压力就须提高，增大电力消耗。　　（3）生物膜（生物粘泥）在造成膜污染的同时，增大膜的透水阻力，使产水量下降，并可能使产品水质下降。膜污染促使隔网污染，造成给水压降上升。　　（4）生物膜（粘泥）不溶于酸，难溶于碱，几乎不受水流剪切力的影响，即使频繁冲洗，也不能被冲掉。消毒杀菌也难于使粘泥彻底清除。2、微生

5、物粘泥在反渗透膜上的形成过程　　生物膜的形成可分为4个阶段。第一阶段，水中有机物（腐殖质、聚糖酯）等大分子物质被膜表面吸附，成为微生物生存的条件；第二阶段，反渗透进水中的微生物细胞迁移至膜上，在水流中处于非稳定的可逆附着物状态，如果水流速度快则可能被冲入水中。因而运行中保证膜间隔网和膜表面的流速是重要的；第三阶段，当膜表面粘附微生物后，给水中的细菌数量和膜表面具有的营养状态对后续的大量的不同菌种的粘附和形成细菌群落起着重要作用；第四阶段，反渗透膜上形成了不可逆的附着和阻塞，膜的产水阻力增大，产水量下降，隔网压差升高。　　引起反渗透膜生物污染的因素和污染源。几乎所有的原水都含

6、有微生物，但零星的微生物未形成菌落，并不构成微生物污染的威胁。反渗透膜的生物污染不是孤立因素，涉及因素很多，如水源、温度、季节、处理方式、运行条件、膜的化学成分、膜的表面状态、隔网尺寸、形状、预处理、管路设备连接结构等。以地下水为水源的反渗透系统在膜表面产生微生物是近来出现的一个新问题，通常认为反渗透给水处理只对地表水才需采取生物杀菌处理。但近来频频出现来自地下水的原水对膜的污染，甚至在含有游离氯的条件下还存在生物膜，即使增大余氯量也对之无影响。　　5预处理系统被污染后往往成为反渗透膜生物污染源之一。预处理系统被微生物污染后，不易得到彻底、有效地清洗，即使反渗透膜经清洗后，

7、又会被来自预处理的污染物所污染，甚至2～3d就要清洗一次。　　反渗透膜表面和给水流通隔网上的污染相互影响。当膜的水通量不是很高，给水流速较低时，细菌群落栖息于隔网上形成粘泥，隔网阻力便会增大，使细菌进一步在膜表面上发展。当膜的水通量过高时，细菌群落便会沉落于膜上，菌落也会逐渐沉积于隔网上。两种情况均会使给水通路减小，压降升高，产水量下降。3、反渗透给水微生物的控制3.1微生物粘泥的预测。生物粘泥的预测有以下几个方面：　　（1）测定从原水入口、预处理各个环节反渗透给水、浓水以及反渗透产品水的细菌总数（TBC），计算细