反渗透膜系统常见污染问题及控制

发布时间: 2008-07-24 00:00:00   编辑:刘敏   来源: sbf胜博发手机版官网原创   浏览次数:

  反渗透膜系统常见污染问题及控制

   

  反渗透系统在日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运行。下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。

   

   一、无机物的结垢

        在水中存在Ca2、Mg2、Ba2、Sr2、CO32、SO42、PO43、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。

   无机盐结垢预处理的控制方案:

       1、 碳酸钙结垢预处理的控制方案

        在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡:

      Ca2++HCO3–<——>H++CaCO3

      从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径:

      (1)降低Ca2+的含量

      降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。

      达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法,他们都能有效地降低的Ca2+含量,从而达到抑制钙垢的生成。

      (2)Ca2+的增溶

      主要是以增加Ca2+的溶解度,从而降低结垢的风险。

      方法:添加螯合剂、阻垢剂,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移动。

      主要是通过添加无机酸,从而提高H+的浓度,使平衡向左移动。化学原理如下:

      CO2+H2O<——>H2CO3――――⑴

      H2CO3<——>H++HCO3-――――⑵

      HCO3-<——>H++CO32-――――⑶    

   

     (3) 离子交换除碱法

  主要是通过降低CO32-的浓度来降低碳酸钙结垢的风险。

   

     2、 硫酸钙结垢预处理的控制方案

         离子交换除钙

         石灰软化除钙

         添加反渗透专用阻垢剂

     3、 氟化钙结垢预处理的控制方案

         离子交换除钙

         石灰软化除钙

         阴树脂交换

         添加反渗透专用阻垢剂

      4、硫酸锶结垢预处理的控制方案

         离子交换除锶

         阴树脂交换

         添加反渗透专用阻垢剂

      5、硫酸钡结垢预处理的控制方案

         离子交换除钡

         阴树脂交换

         添加反渗透专用阻垢剂

     6、 硅酸盐结垢预处理的控制方案

         预处理中的过滤

         石灰软化

   提高进水的温度

   提高进水的pH值

         添加硅分散剂

   

   二、胶体、颗粒物沉积

        胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。水中大量存在粘泥、胶体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物,在反渗透系统预处理中可以将源水中的这些污染源控制在一定程度,不致使对系统短期运行造成一定的影响。但由于系统长时间的运行预处理处理效果不理想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常操作不到位等原因,都会造成系统胶体、颗粒物的污染。

        针对胶体污染,通过淤泥密度指数(SiltDensityIndex,SDI)来衡量。SDI数值反应了在规定时间内,孔径为0.45um测试膜片被测试给水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵塞的比率和污染程度。    

   

      测试如下:首先应充分排除过滤池中的空气压力,使给水以30psi的恒定压力通过直径为Φ47mm、孔径为0.45um的测试滤膜后开始测定:首先测定开始通过滤膜的500毫升水所需要的时间T0;在使水连续通过滤膜15分钟(T)后,再次测得通过滤膜的500毫升水所需要的时间T1;在取得以上3个时间数据之后,由此可以计算出该水源的SDI值:

        即SDI=(1-T0/T1)×100/T

  在实际中,当T1为T0的四倍时,SDI为5;在SDI为6.7时,水会完全堵塞测试膜,而无法取得时间数据T1,在这种情况下需要对反渗透预处理系统进行调整,使其SDI值降至5.0以下。SDI值不能反应完全反渗透系统的污堵情况,因为SDI仪测试是死端过滤,而反渗透系统是错流过滤。

        为了防止反渗透系统胶体污染,大家要求进水SDI值小于5(最好是小于3),这样有利于系统长期安全运行。

      降低反渗透进水胶体、颗粒物污染最有效的方法:

     合适的预处理(锰砂过滤、多介质过滤、活性炭过滤、超滤、微滤等等);

     添加胶体分散剂;

     系统预防性的清洗。

   

   三、微生物的污染

        自来水一般通过控制余氯来抑制微生物的滋生,但是余氯有较强的氧化性,它能使反渗透膜表面氧化,影响膜的寿命和产水水质,因此反渗透系统运行对余氯要求非常严格(<0.1),这给微生物的生存繁殖提供了有利的环境。微生物生长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的微孔,致使压差上升,给系统的安全运行埋下了严重的安全隐患。

        微生物的污染也是最常见的污染,经过大量的元件剖解及污染物分析

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