膜系統(tǒng)常見污染問題及控制

1、膜系統(tǒng)常見污染問題及控制 反滲透系統(tǒng)在日常的運(yùn)行中，難免會消失系統(tǒng)的無機(jī)物結(jié)垢、膠體顆粒物的沉積、微生物的滋生、化學(xué)污染以及其它問題，這些因素影響著系統(tǒng)平安穩(wěn)定的運(yùn)行。下面主要闡述膜系統(tǒng)在日常中消失的問題及控制方法。 一、無機(jī)物的結(jié)垢 在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等離子。在一般的狀況下是不會造成無機(jī)物結(jié)垢，但是在反滲透系統(tǒng)中，因?yàn)樵此话銤饪s4倍，并且pH也有較大的提高，因此比較難溶解的物質(zhì)就會沉積，在膜表面形成硬垢，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力上升、產(chǎn)水量下降，嚴(yán)峻的還會造成膜表面的損傷，使系統(tǒng)脫鹽率降低。 衡量水質(zhì)是否結(jié)垢有兩種計(jì)算方法：

2、控制苦咸水結(jié)垢指標(biāo) 對于濃水含鹽量TDS10,000mg/L的苦咸水，朗格利爾指數(shù)（LSIC）作為表示CaCO3結(jié)垢可能性的指標(biāo)： LSIC=pHC-pHS 式中：LSIC：反滲透濃水的朗格利爾指數(shù) pHC：反滲透濃水pH值 pHS：CaCO3溶液飽和時(shí)的pH值 當(dāng)LSIC0，就會消失CaCO3結(jié)垢。 控制海水及亞海水結(jié)垢指標(biāo)及處理方法： 當(dāng)濃水含鹽量TDS10,000mg/L的高鹽度苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)（SDSIC）作為表示CaCO3結(jié)垢可能性的指標(biāo)。 SDSIC=pHC-pHS 式中：SDSIC：反滲透濃水的斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù) pHC：反滲透濃水pH值 pHS：CaCO

3、3溶液飽和時(shí)的pH值 當(dāng)SDSIC0，就會消失CaCO3結(jié)垢。 其它無機(jī)鹽結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 碳酸鈣結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 在反滲透系統(tǒng)的結(jié)垢中，以碳酸鹽垢為主，大多數(shù)地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態(tài)，由下式表示CaCO3化學(xué)平衡： Ca2 HCO3 H CaCO3 從化學(xué)平衡式可以看出，要抑制CaCO3的結(jié)垢，有幾種途徑： 降低Ca2 的含量 降低了Ca2 含量，可以使化學(xué)平衡向左側(cè)移動，不利于形成CaCO3垢。 達(dá)到這種目的的方法有：離子交換軟化法、石灰軟化法、電滲析、納濾等方法，他們都能有效地降低的Ca2 含量，從而達(dá)到抑制鈣垢的生成。 Ca2 的增溶 主要是以增強(qiáng)Ca2 的溶

4、解度，從而降低結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。 方法：添加螯合劑、阻垢劑，增強(qiáng)Ca2 的溶解度，使平衡向左移動。 調(diào)整pH值 主要是通過添加無機(jī)酸，從而提高H 的濃度，使平衡向左移動。化學(xué)原理如下： CO2 H2O H2CO3 H2CO3 H HCO3- HCO3- H CO32- 離子交換除堿法 主要是通過降低CO32-的濃度來降低碳酸鈣結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。 硫酸鈣結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 離子交換除鈣 石灰軟化除鈣 添加反滲透專用阻垢劑 氟化鈣結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 離子交換除鈣 石灰軟化除鈣 陰樹脂交換 添加反滲透專用阻垢劑 硫酸鍶結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 離子交換除鍶 陰樹脂交換 添加反滲透專用阻垢劑 硫酸鋇結(jié)垢預(yù)處理的控

5、制方案 離子交換除鋇 陰樹脂交換 添加反滲透專用阻垢劑 硅酸鹽結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 預(yù)處理中的過濾 石灰軟化 提高進(jìn)水的溫度 提高進(jìn)水的pH值 添加硅凝聚劑 二、膠體、顆粒物沉積 膠體、顆粒物污染是比較常見的反滲透系統(tǒng)污染。水中大量存在粘泥、膠體硅、金屬的氧化物及有機(jī)質(zhì)等顆粒物，在反滲透系統(tǒng)預(yù)處理中可以將源水中的這些污染源控制在一定程度，不致使對系統(tǒng)短期運(yùn)行造成一定的影響。但因?yàn)橄到y(tǒng)長時(shí)光的運(yùn)行預(yù)處理處理效果不抱負(fù)、預(yù)處理反沖洗不徹底、操作人員的日常操作不到位等緣由，都會造成系統(tǒng)膠體、顆粒物的污染。 針對膠體污染，通過淤泥密度指數(shù)（Silt Density Index ，SDI）來衡量。SDI

6、數(shù)值反應(yīng)了在規(guī)定時(shí)光內(nèi)，孔徑為0.45um測試膜片被測試給水中的淤泥、膠體、黏土、硅膠體、鐵的氧化物、腐植質(zhì)等污染物阻塞的比率和污染程度。 測試如下：首先應(yīng)充分排解過濾池中的空氣壓力，使給水以30psi 的恒定壓力通過直徑為 47mm 、孔徑為0.45um的測試濾膜后開頭測定：首先測定開頭通過濾膜的500毫升水所需要的時(shí)光T0；在使水繼續(xù)通過濾膜15分鐘（T）后，再次測得通過濾膜的500毫升水所需要的時(shí)光T1；在取得以上3個時(shí)光數(shù)據(jù)之后，由此可以計(jì)算出該水源的SDI值： 即 SDI=（1-T0 /T1）×100/T 在實(shí)際中，當(dāng)T1為T0的四倍時(shí)，SDI為5；在SDI為6.7時(shí)，水會

7、徹低阻塞測試膜，而無法取得時(shí)光數(shù)據(jù)T1，在這種狀況下需要對反滲透預(yù)處理系統(tǒng)舉行調(diào)節(jié)，使其SDI值降至5.0以下。SDI值不能反應(yīng)徹低反滲透系統(tǒng)的污堵狀況，由于SDI儀測試是死端過濾，而反滲透系統(tǒng)是錯流過濾。 為了防止反滲透系統(tǒng)膠體污染，我們要求進(jìn)水SDI值小于5（最好是小于3），這樣有利于系統(tǒng)長期平安運(yùn)行。 降低反滲透進(jìn)水膠體、顆粒物污染最有效的方法： 合適的預(yù)處理（錳砂過濾、多介質(zhì)過濾、活性炭過濾、超濾、微濾等等）； 添加膠體凝聚劑； 系統(tǒng)預(yù)防性的清洗； 三、微生物的污染 自來水一般通過控制余氯來抑制微生物的滋生，但是余氯有較強(qiáng)的氧化性，它能使反滲透膜表面氧化，影響膜的壽命和產(chǎn)水水質(zhì)，因此反

8、滲透系統(tǒng)運(yùn)行對余氯要求十分嚴(yán)格（0.1），這給微生物的生存繁殖供應(yīng)了有利的環(huán)境。微生物生長及排泄出的酸性粘泥會阻塞膜的微孔，致使壓差升高，給系統(tǒng)的平安運(yùn)行埋下了嚴(yán)峻的平安隱患。 微生物的污染也是最常見的污染，經(jīng)過大量的元件解剖及污染物分析試驗(yàn)，大多數(shù)污染是由微生物的繁殖引起的。 微生物污染過程主要有以下階段：第一階段腐殖質(zhì)、聚糖至于其他微生物代謝產(chǎn)物等大分子在膜面上的吸附，形成具備微生物生存條件的生物膜；其次階段進(jìn)水微生物中黏附速度快的細(xì)胞形成初期黏附過程（生物膜生長緩慢）；第三階段后續(xù)大量菌種的黏附，特殊是EPS（細(xì)胞聚合物，Extracelluar Polymers.它黏附在膜面上的細(xì)胞體

9、包裹起來，形成黏度很大的稅和凝膠層，進(jìn)一步增加了污垢和膜的結(jié)合力）的形成，加劇了微生物的繁殖和群聚；第四階段生物污染的終于形成階段，生物膜的生長和脫除達(dá)到平衡。造成膜的不行逆的阻塞氏過濾阻力升高，膜通量下降。 抑制反滲透系統(tǒng)微生物繁殖的方法： 反滲透進(jìn)水微生物的控制。通過源水的菌藻控制（一般通過控制余氯），盡量削減預(yù)處理的死角，防止微生物繁殖； 反滲透系統(tǒng)微生物控制。通過繼續(xù)式或間歇式加入非氧化性且對膜沒有影響的殺菌劑，可以有效地控制和殺死反滲透系統(tǒng)滋生的微生物，再通過濃水將其帶出系統(tǒng)。 四、化學(xué)污染 化學(xué)污染是指進(jìn)水中某些物質(zhì)與膜面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而引起沉積、沉淀以及膜表面的十分規(guī)老化，使膜表面發(fā)生污染或使膜的性能變差。 常見的狀況有：預(yù)處理時(shí)絮凝劑選用不當(dāng)；運(yùn)行時(shí)阻垢劑的選用不當(dāng)；清洗時(shí)清洗藥劑選用不當(dāng)；預(yù)處理控制不嚴(yán)格，致使進(jìn)水中帶入對膜有危害的物質(zhì)（如：余氯的超標(biāo)導(dǎo)致膜面活