在反滲透操作過程中,由于膜的選擇透過性,使得某些溶質在膜面附近發生積聚,從而發生膜污堵現象。
常見的污堵征兆有以下幾種:
一種是生物污堵(癥狀逐漸出現)有機沉積物主要是活的或死的微生物、碳氫化合物衍生物、天然有機聚合體以及所有含碳物質。最初表現為脫鹽率上升、壓降升高和產水降低。
再有就是膠體污堵(癥狀逐漸出現)膜分離過程中,金屬離子的濃縮及溶液PH值的變化,都有可能是金屬氫氧化物(主要以Fe(OH)3為代表)沉積,造成污堵。最初表現為脫鹽率的輕微降低,并逐步增大,最后壓降升高和產水降低。
還有是顆粒物污堵在運行過程中,如果保安過濾器出現問題,會導致顆粒物進入系統,造成膜的顆粒物污堵。
最初表現為濃水流速增加,脫鹽率在初期變化不大,產水量逐漸降低,系統壓降升高很快。最后常見的還有化學結垢(癥狀很快出現)當給水含有較高的Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-等離子時,會產生CaCO3、CaSO4、MgCO3等垢沉積在膜表面上。其表現為脫鹽率下降,特別在最后一段十分明顯,以及產水量下降。
膜污染是導致膜滲透流量下降的主要原因。
包括膜的孔道和大分子溶質堵塞引起膜過濾阻力增加;溶質在孔內壁吸附;膜面形成凝膠層增加傳質阻力。組分在膜孔中沉積,將造成膜孔減小甚至堵塞,實際上減小了膜的有效面積。組分在膜表面沉積形成的污染層所產生的額外阻力可能遠大于膜本身的阻力,而使滲透流量與膜本身的滲透性無關。這種影響是不可逆的,污染程度同膜材料、保留液中溶劑以及大分子溶質的濃度、性質、溶液的pH值、離子強度、電荷組成、溫度和操作壓力等有關,污染嚴重時能使膜通量下降80%以上。
在系統運行中,膜的污染是一個十分棘手的問題,它的出現造成了反滲透裝置去除率和透水量、膜通量的大幅度下降,同時增加了各段的操作壓力,促使運行和操作成本升高,嚴重影響著膜的使用壽命及反滲透技術的開發與利用。
解決辦法:
1、完善預處理
對于每一套膜裝置,人們都希望它最大限度的發揮作用,希望有最高的脫鹽率,最大的透水量和盡可能長的壽命,要達到上述三點,供水水質是至關重要的,因此進入 膜裝置的原水必須有良好的預處理。
合理的預處理對長期安全運行是十分重要的。有了滿足反滲透進水水質要求的預處理,就可以確保產水流量維持穩 定;脫鹽率維持在某一值上的時間長;產品水回收率可以不變;運行費用達到最低;膜使用壽命較長等。
具體來說,反滲透預處理是為了做到:
(1)防止膜表面上污染,即防止懸浮雜質、微生物、膠體物質等附著在膜表面上或污堵膜元件水流通道。
(2)防止膜表面上結垢。反滲透裝置運行中,由于水的濃縮,有一些難溶鹽 沉積在膜表面上,因此要防止這些難溶鹽的生成。
(3)確保膜免受機械和化學損傷,以使膜有良好的性能和足夠長的使用時間。
2、對膜進行清洗
盡管料液經過各種預處理措施,長期使用后膜表面還可能產生沉積和結垢,使膜孔堵塞,產水量下降,因此對污染膜進行定期的清洗是必要的。
但不能等 到污染很嚴重后才來清洗,這樣將會增加清洗難度,也使清洗步驟增多和清洗時間延長。要正確地把握清洗時機,及時清除污垢。
清洗原則:
了解當地水質特征,對污染物進行化學分析,通過結果分析,來選擇最佳的清洗劑和清洗方法,為特定的給水條件下找出最佳方法提供依據;
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,修正溫度后的供水壓力增加10%-15%。
c.透過水質電導率(含鹽量增加)增加5%-10%。
d.多段RO系統,通過不同段的壓降明顯增加。
清洗方法:
先進行系統反沖;再進行負壓清洗;有必要的情況下進行機械清洗;再進行化學清洗;有條件的可以超聲清洗;在線電場清洗是一種很好的方法,便價格昂貴;由于化 學清洗效果比較好,其余方法有些不容易實現,而各供應商提供的藥劑雖名稱及使用方法不盡相同,但其原理大致相同。如我公司現使用膜清洗劑MC2、MA10。
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