全面解析反滲透膜污染分析及解決辦法
反(fan)滲透膜(mo)污染(ran)
１、反滲透膜膜性能的損壞，而造成膜污染
（1）聚酯材料(liao)增強無紡布(bu)，約(yue)120μm厚；
（2）聚砜(feng)材料多孔中間(jian)支撐層，約40μm厚(hou)；
（3）聚酰(xian)胺材料超薄(bo)分離層(ceng)，約0.2μm厚。
根據其性(xing)能(neng)(neng)結構，如(ru)滲透膜(mo)膜(mo)性(xing)能(neng)(neng)損壞有可能(neng)(neng)有以下幾點原因(yin)：
（1）新(xin)反滲透(tou)膜的(de)保養(yang)不規范(fan)；
（2）保(bao)養符(fu)合要(yao)求下，貯存時間超出1年；
（3）停運狀態下，反(fan)滲(shen)透膜保養不規范；
（4）環境(jing)溫度在5℃以下(xia)；
（5）系統(tong)在高(gao)壓(ya)狀態下(xia)運行；
（6）關機時的(de)操作不當。
２、水質變化頻繁而造成膜污染
原水(shui)水(shui)質同(tong)設計時的水(shui)質有變化，使預處(chu)理負荷加大，由(you)于進水(shui)中(zhong)含(han)無機(ji)物(wu)(wu)、有機(ji)物(wu)(wu)、微生物(wu)(wu)、粒(li)狀物(wu)(wu)和膠體等雜質增多，因此膜污染機(ji)率增大。
３、清洗不及時與清洗方法不正確而造成膜污染
在使用(yong)過程中，膜除了性能的正常衰減外，清洗不(bu)(bu)及時與清洗方法不(bu)(bu)正確也(ye)是導致膜污(wu)染嚴重的一(yi)個重要因素。
４、沒有正確投加藥劑
復(fu)合聚酰胺膜在使(shi)用(yong)中，因為聚酰胺膜耐余氯性差，在使(shi)用(yong)中沒有正確投(tou)加氯等消毒劑，加上用(yong)戶對(dui)微生物的(de)預防重視不夠，容(rong)易(yi)導致微生物的(de)污染。
５、膜表面磨損
膜(mo)(mo)元(yuan)件(jian)(jian)被異物堵塞或膜(mo)(mo)表(biao)面受到(dao)磨損(如沙粒等)，此種情(qing)況(kuang)要用探測(ce)法探測(ce)系統(tong)內(nei)元(yuan)件(jian)(jian),找到(dao)已經損壞元(yuan)件(jian)(jian),改造預處理,更換膜(mo)(mo)元(yuan)件(jian)(jian)
反(fan)滲透膜污(wu)染的現(xian)象
在(zai)反滲透(tou)操(cao)作過程中，由于膜的選(xuan)擇透(tou)過性，使得(de)某些溶質在(zai)膜面附近發生積聚，從而發生膜污堵現象。
常見的污堵征兆有以下幾種：
一種是生物污(wu)堵(du)(癥狀逐(zhu)漸(jian)出(chu)現)有(you)機沉積物主要是活的(de)(de)或(huo)死的(de)(de)微生物、碳氫化合物衍生物、天然有(you)機聚合體以及所有(you)含碳物質。最初(chu)表現為脫鹽率上升、壓降升高和產水降低。
再有就是膠(jiao)體污堵(癥狀(zhuang)逐漸出現)膜分離(li)過(guo)程中，金屬(shu)離(li)子的濃(nong)縮(suo)及溶液PH值的變(bian)化(hua)，都有可能(neng)是金屬(shu)氫氧化(hua)物(主要以Fe(OH)3為(wei)代(dai)表)沉積(ji)，造成污堵。最初表現為(wei)脫鹽率的輕(qing)微降(jiang)低，并逐步增大(da)，最后壓降(jiang)升高和產水(shui)降(jiang)低。
還有是顆(ke)(ke)粒(li)物污(wu)堵(du)反滲透系統在運(yun)行過程(cheng)中，如果(guo)保安過濾器(qi)出現(xian)問題，會導(dao)致(zhi)顆(ke)(ke)粒(li)物進入系統，造成膜的(de)顆(ke)(ke)粒(li)物污(wu)堵(du)。
最(zui)初表現為濃水流速增加，脫鹽率(lv)在(zai)初期變化(hua)不大，產水量逐漸降(jiang)(jiang)低，系統壓降(jiang)(jiang)升高(gao)很快。最(zui)后常見(jian)的還有化(hua)學結垢(癥(zheng)狀很快出現)當給水含有較(jiao)高(gao)的Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-等(deng)(deng)離子時，會產生CaCO3、CaSO4、MgCO3等(deng)(deng)垢沉積在(zai)膜(mo)表面上(shang)。其表現為脫鹽率(lv)下降(jiang)(jiang)，特別(bie)在(zai)最(zui)后一(yi)段十分(fen)明顯，以及產水量下降(jiang)(jiang)。
膜污染是(shi)導(dao)致膜滲透(tou)流量下降的主(zhu)要原因。
包括膜(mo)的孔(kong)道和(he)大分子溶(rong)質(zhi)堵(du)塞引起膜(mo)過濾阻力增(zeng)加；溶(rong)質(zhi)在(zai)孔(kong)內壁(bi)吸附；膜(mo)面形成凝膠(jiao)層(ceng)增(zeng)加傳質(zhi)阻力。組分在(zai)膜(mo)孔(kong)中沉(chen)積(ji)，將(jiang)造(zao)成膜(mo)孔(kong)減小甚至堵(du)塞，實際上減小了膜(mo)的有效面積(ji)。
組(zu)分(fen)在(zai)膜(mo)表面(mian)沉積(ji)形成的(de)(de)污(wu)(wu)染層所產生(sheng)的(de)(de)額外阻(zu)力(li)可能(neng)遠(yuan)大(da)于膜(mo)本(ben)(ben)身(shen)(shen)的(de)(de)阻(zu)力(li)，而使滲透流量與膜(mo)本(ben)(ben)身(shen)(shen)的(de)(de)滲透性(xing)(xing)無關。這種影響是不可逆的(de)(de)，污(wu)(wu)染程度同膜(mo)材料、保留液中溶劑以(yi)及大(da)分(fen)子(zi)溶質的(de)(de)濃度、性(xing)(xing)質、溶液的(de)(de)pH值、離子(zi)強度、電荷(he)組(zu)成、溫度和操作(zuo)壓力(li)等有關，污(wu)(wu)染嚴重時能(neng)使膜(mo)通量下(xia)降80%以(yi)上(shang)。
在系統(tong)運(yun)行中，膜(mo)的(de)污(wu)染(ran)是一個十分(fen)棘手的(de)問題，它(ta)的(de)出現造成(cheng)了(le)(le)反滲(shen)透(tou)裝置去除率(lv)和(he)透(tou)水(shui)量、膜(mo)通量的(de)大幅度下降(jiang)，同(tong)時(shi)增加了(le)(le)各段的(de)操(cao)作(zuo)壓力，促(cu)使運(yun)行和(he)操(cao)作(zuo)成(cheng)本升高，嚴重影響著膜(mo)的(de)使用壽命(ming)及反滲(shen)透(tou)技術的(de)開發與利用。
解決辦法
１、完善預處理
對于(yu)每一套膜裝置(zhi)，人們都希(xi)(xi)望它最(zui)大限度(du)的(de)(de)發揮作用，希(xi)(xi)望有最(zui)高的(de)(de)脫鹽率，最(zui)大的(de)(de)透(tou)水(shui)(shui)量和盡可能(neng)長的(de)(de)壽命(ming)，要(yao)達到(dao)上述(shu)三點(dian)，供水(shui)(shui)水(shui)(shui)質是至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)，因此進入膜裝置(zhi)的(de)(de)原水(shui)(shui)必須有良好(hao)的(de)(de)預(yu)處理。
合理(li)的(de)預處理(li)對反(fan)滲(shen)透裝置(zhi)長期安全運(yun)行是十分重要(yao)的(de)。有了(le)滿足反(fan)滲(shen)透進水(shui)水(shui)質要(yao)求的(de)預處理(li)，就(jiu)可(ke)以確保產水(shui)流量維(wei)(wei)持(chi)穩定；脫鹽率維(wei)(wei)持(chi)在某一(yi)值上的(de)時間長；產品水(shui)回收率可(ke)以不變；運(yun)行費用達到(dao)最(zui)低(di)；膜(mo)使用壽命較(jiao)長等。
具體(ti)來說，反滲透(tou)預處(chu)理是為了做到：（1）防止(zhi)(zhi)膜表面(mian)上污(wu)染(ran)，即防止(zhi)(zhi)懸浮雜質、微(wei)生物、膠體(ti)物質等附著(zhu)在(zai)膜表面(mian)上或污(wu)堵膜元件水(shui)流通道。（2）防止(zhi)(zhi)膜表面(mian)上結(jie)垢。反滲透(tou)裝置運行中，由(you)于水(shui)的(de)濃縮(suo)，有一些(xie)難(nan)溶鹽沉(chen)積在(zai)膜表面(mian)上，因(yin)此要(yao)防止(zhi)(zhi)這些(xie)難(nan)溶鹽的(de)生成。（3）確保膜免受機械和化學損傷，以使膜有良好的(de)性能和足夠(gou)長(chang)的(de)使用時間。
２、對膜進行清洗
盡(jin)管(guan)料液經過各(ge)種(zhong)預處(chu)理措施，長期使(shi)用(yong)后膜(mo)表(biao)面還可能產生沉積和結垢，使(shi)膜(mo)孔堵塞，產水量下降，因此對污染膜(mo)進行定期的清洗是(shi)必要的。
但反(fan)滲透(tou)膜(mo)系統不能等(deng)到污染很嚴重(zhong)后才來(lai)清(qing)洗，這樣將會增加(jia)清(qing)洗難度，也使清(qing)洗步驟增多和清(qing)洗時間延長。要正確地(di)把(ba)握(wo)清(qing)洗時機，及時清(qing)除(chu)污垢。
清洗原則：
了解當(dang)地水質(zhi)特(te)征，對污(wu)染物進(jin)行化學分析，通過結果分析，來選(xuan)擇最佳(jia)(jia)的清洗劑(ji)和清洗方法，為特(te)定的給水條件下找出最佳(jia)(jia)方法提供依據(ju)；
清洗條件：
a.產品水量比正常時下降5%-10%。
b.為保正產品水量(liang)，修正溫(wen)度后(hou)的(de)供(gong)水壓力增加10%-15%。
c.透過水質電導率(含鹽量增加)增加5%-10%。
d.多段(duan)RO系(xi)統(tong)，通過不同(tong)段(duan)的壓降明顯增(zeng)加。
清洗方法：
先進行系統反沖(chong)；再進行負壓清(qing)洗(xi)；有必要的(de)情(qing)況下(xia)進行機(ji)械清(qing)洗(xi)；再進行化學清(qing)洗(xi)；有條件的(de)可以超(chao)聲清(qing)洗(xi)；在線電(dian)場清(qing)洗(xi)是一種很(hen)好(hao)的(de)方法，便價格昂貴；由于化學清(qing)洗(xi)效(xiao)果比較好(hao)，其余方法有些不(bu)容(rong)易實現(xian)，而(er)各供應商提供的(de)藥劑(ji)雖名稱及使(shi)用方法不(bu)盡相(xiang)同，但(dan)其原(yuan)理(li)大致相(xiang)同。如(ru)我公司現(xian)使(shi)用膜(mo)清(qing)洗(xi)劑(ji)MC2、MA10。
清洗步驟如下：
清(qing)洗(xi)單段系統(tong)：（1）配置清(qing)洗(xi)液；（2）低流量輸入清(qing)洗(xi)液；（3）循環；（4）浸泡；（5）高流量水泵循環；（6）沖(chong)洗(xi)；（7）重啟系統(tong)。
針對特殊污(wu)(wu)染物(wu)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)有：清(qing)(qing)洗(xi)(xi)硫酸鹽(yan)垢、清(qing)(qing)洗(xi)(xi)碳酸鹽(yan)垢、清(qing)(qing)洗(xi)(xi)鐵錳污(wu)(wu)染、清(qing)(qing)洗(xi)(xi)有機物(wu)污(wu)(wu)染等。
３、對膜進行適宜保養
新(xin)(xin)反滲透膜的(de)(de)保(bao)養新(xin)(xin)的(de)(de)反滲透膜元件通(tong)常浸潤1%NaHSO3和18%的(de)(de)甘油水溶液后貯存(cun)在密封的(de)(de)塑料(liao)袋中(zhong)。在塑料(liao)袋不(bu)破的(de)(de)情(qing)況下，貯存(cun)1年左右，也不(bu)會影響其壽命和性能。
當塑料袋開口后，應(ying)盡快使用，以免因(yin)NaHSO3在(zai)空氣中氧化，對元件產生(sheng)不良影(ying)響。因(yin)此膜應(ying)盡量(liang)在(zai)使用前開封。在(zai)非生(sheng)產期內(nei)，反(fan)滲(shen)透系統的(de)保養就(jiu)是一個(ge)比較重(zhong)要的(de)問題。可按以下方法進(jin)行(xing)。
（1）系統短期內(nei)停運(yun)（1-3天）：停運(yun)前，先對(dui)系統進行(xing)低壓（0.2-0.4MPa），大(da)流(liu)量(liang)（約等(deng)于系統的產水量(liang)）沖洗，時間為14~16分鐘；保持平常的自(zi)然(ran)水流(liu)，讓水流(liu)入濃水道。
（2）系(xi)(xi)統(tong)(tong)停運(yun)一周(zhou)以(yi)(yi)上(shang)（環(huan)(huan)境溫度在(zai)5℃以(yi)(yi)上(shang)）：停運(yun)前，先對系(xi)(xi)統(tong)(tong)進行(xing)(xing)低壓（0.2-0.4MPa），大流量(liang)（約等于系(xi)(xi)統(tong)(tong)的產水(shui)量(liang)）沖(chong)洗(xi)，時間(jian)為14~16分鐘；按(an)照反滲(shen)透系(xi)(xi)統(tong)(tong)操作(zuo)說明(ming)書(shu)中(zhong)有關系(xi)(xi)統(tong)(tong)化學清洗(xi)的方法進行(xing)(xing)化學清洗(xi)；化學清洗(xi)完畢后，沖(chong)洗(xi)干凈反滲(shen)透膜；配制0.5%的福爾馬林溶液(ye)，低壓輸入系(xi)(xi)統(tong)(tong)內，循環(huan)(huan)10分鐘；關閉所有系(xi)(xi)統(tong)(tong)的閥門，進行(xing)(xing)封(feng)存(cun)；如(ru)系(xi)(xi)統(tong)(tong)停運(yun)10天以(yi)(yi)上(shang)，則每10天須更換一次福爾馬林溶液(ye)。
（3）環(huan)境溫(wen)度(du)在5℃以下：停運前，先對(dui)系(xi)統進(jin)行低壓(ya)（0.2-0.4MPa），大流量（約(yue)等(deng)于系(xi)統的產水量）沖洗，時間(jian)為14~16分(fen)鐘；在有條件的地(di)方，可將環(huan)境溫(wen)度(du)升高到(dao)5℃以上，然(ran)后(hou)按照1的方法，進(jin)行系(xi)統保(bao)養。
若無條件(jian)對(dui)環(huan)境溫度(du)進(jin)行(xing)升高(gao)，則(ze)：低壓（0.1MPa），流量為系(xi)(xi)統(tong)產水(shui)量的(de)1/3的(de)水(shui)進(jin)行(xing)長(chang)流，以防止反滲透(tou)(tou)膜被凍(dong)壞，并且保證每(mei)天(tian)使系(xi)(xi)統(tong)運行(xing)2小時(shi)；按照(zhao)1中(zhong)（2）、（3）的(de)方(fang)法，對(dui)反滲透(tou)(tou)膜進(jin)行(xing)清洗后，將反滲透(tou)(tou)膜取出，移至環(huan)境溫度(du)大于5℃的(de)地(di)方(fang)，浸泡在配制好的(de)0.5%的(de)福爾馬林溶液中(zhong)，每(mei)兩天(tian)翻轉一次，系(xi)(xi)統(tong)管道中(zhong)的(de)水(shui)應排放干凈(jing)，以防止因(yin)結(jie)冰(bing)而(er)造(zao)成系(xi)(xi)統(tong)的(de)損壞。
４、避免膜在高壓下運行
系(xi)統在(zai)啟停(ting)時有(you)殘余氣體存留，使系(xi)統在(zai)高(gao)壓(ya)狀態下運(yun)行(xing)(xing)。系(xi)統中過濾器前(qian)后的壓(ya)力(li)表(biao)用(yong)于監視濾芯的壓(ya)降(jiang)，初級及(ji)終級壓(ya)力(li)表(biao)則用(yong)于監視RO膜組件壓(ya)降(jiang)。調節(jie)進(jin)水(shui)閥(fa)及(ji)濃水(shui)閥(fa)以保(bao)證運(yun)行(xing)(xing)壓(ya)力(li)及(ji)回收率。
若運(yun)行(xing)中產水流(liu)量(liang)或總流(liu)量(liang)下降，或初級與中級有壓差(cha)比運(yun)行(xing)初期的壓差(cha)增加較大(da)時(shi)(以(yi)初始運(yun)行(xing)新反滲透膜組(zu)件數據為標準)，則(ze)需對(dui)系統(tong)進(jin)行(xing)沖洗(xi)或清洗(xi)，以(yi)保證膜組(zu)件的性(xing)能安全(quan)(quan)全(quan)(quan)。
（1）設備排空后，重新運行時，氣(qi)體沒有排盡就快速升壓運行。應在系統的壓力下將(jiang)余下的空氣(qi)排盡后，再(zai)逐步升壓運行。
（2）在預處理(li)設備與高壓泵之(zhi)間的接(jie)頭(tou)密(mi)(mi)封(feng)不好或漏(lou)水(shui)時(尤(you)其是微米過(guo)濾器及其后的管路(lu)漏(lou)水(shui))當預處理(li)供水(shui)不很足(zu)時，如微米過(guo)濾器發生堵塞，在密(mi)(mi)封(feng)不好的地方(fang)由于真(zhen)空會吸進部(bu)分空氣。應清(qing)洗(xi)或更換微米過(guo)濾器，保證管路(lu)不漏(lou)。
（3）各運行泵的(de)運轉是(shi)否(fou)正(zheng)常，流量是(shi)否(fou)與規(gui)定的(de)值(zhi)相同，并(bing)與泵運行曲線(xian)比(bi)較，以(yi)確定運行壓(ya)力(li)。
５、注意關機時的操作
（1）關(guan)機時快(kuai)速(su)降壓沒(mei)有進行(xing)徹底沖洗。由于膜(mo)濃(nong)(nong)水(shui)側(ce)的無機鹽的濃(nong)(nong)度(du)高于原(yuan)水(shui)，易結垢而污染膜(mo)。準備關(guan)機時，逐步降壓至3bar左右用預處理好的水(shui)沖洗14～16分鐘。
（2）在(zai)準備關機時，投加(jia)(jia)化(hua)學試劑，會(hui)使藥劑滯留在(zai)膜及膜殼中，引(yin)起膜污染，影響膜的(de)使用壽命。應停止(zhi)投加(jia)(jia)。
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