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反渗透膜元件的污染物

在正常运行一段时间后,反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染,这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。

污染物的性质及污染速度与给水条件有关,污染是慢慢发展的,如果不早期采取措施,污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。

定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法,不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。表中列出了常见污染物对膜性能的影响。

上表对应的常见清洗液如下:

按现场的分析状况可根据具体情况具体搭配。


污染物的去除 

污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现,有时亦可通过改变运行条件来实现,作为一般的原则,当下列情形之一发生时应进行清洗。

1、在正常压力下如出水流量降至正常值的10~15%;

2、为了维持正常的出水流量,经温度校正后的给水压力增加了10~15%;

3、出水水质降低10~15%。盐透过率增加10~15%;

4、使用压力增加 10~15%;

5、RO各段间的压差增加明显(也许没有仪表来监测这一迹象);


常见污染物及其去除方法 

1、碳酸钙垢

在阻垢剂添加系统出现故障或加酸系统出现故障而导致给水 pH 升高,那么碳酸钙就有可能沉积出来。应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生,以防止生长的晶体对膜表面产生损伤,如早期发现碳酸钙垢,可以用降低给水 pH 至 3.0 ~ 5.0 之间运行 1 ~ 2 小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢,则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或通宵浸泡。

注:应确保任何清洗液的 pH 不要低于 2.0 ,盃则可能会 RO 膜元件造成损害,特别是在温度较高时更应注意,最高的 pH 不应高于 11.0 。查使用氨水来提高 pH ,使用硫酸或盐酸来降低 pH 值。

2、硫酸钙垢

三聚磷酸钠溶液(参见上表中三聚磷酸钠溶液)是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的最佳方法。

3、金属氧化物垢

可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法,很容易地去除沉积下来的氢氧化物 ( 例如氢氧化铁 ) 。 

4、硅垢

对于不是与金属化物或有机物共生的硅垢,一般只有通过专门的清洗方法才能将他们去除。

5、有机沉积物

有机沉积物(例如微生物粘泥或霉斑)可以使用上表清洗液 3 去除,为了防止再繁殖,可使用杀菌溶液在系统中循环、浸泡,一般需较长时间浸泡才能有效,如反渗透装置停用三天时,最好采用消毒处理。

6、清洗液

清洗反渗透膜元件时建议采用上表所列的清洗液。确定清洗前对污染物进行化学分析十分重要的,对分析结果的详细分析比较,可保证选择最佳的清洗剂及清洗方法,应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果,为在特定给水条件下,找出最佳的清洗方法提供依据。

对于无机污染物建议使用清洗液 1 。对于硫酸钙及有机物建议使用清洗液 2。对于严重有机物污染建议使用清洗液 3 。所有清洗可以在最高温度为40℃下清洗 60 分钟,所需用品量以每 100 加仑(379 升)中加入量计,配制清洗液时按比例加入药品及清洗用水,应采用不含游离氯的反渗透产品水来配制溶液并混合均匀。

清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环,此时膜元件仍装压力容器内而且需要用专门的清洗装置来完成该工作。

 反渗透膜污染特征及处理方法 

1、细菌污染

一般特征:脱盐率可能降低、系统压降明显增加、系统产水量明显降低;

清洗方法:pH值10,2%三聚磷酸钠溶液,0.8%EDTA四钠(严重时更换为0.25%的Na-DDBS),温度40℃;0.1%NaOH和0.03%SDS,pH=11.5。

2、硫酸钙污染

 一般特征:脱盐率明显降低、系统压降稍有或适度增加、系统产水量稍有降低;

清洗方法:pH值10,2%三聚磷酸钠溶液,0.8%EDTA四钠(严重时更换为0.25%的Na-DDBS),温度40℃;有时也可用pH小于10的NaOH水溶液清洗。

3、有机物沉淀

一般特征:脱盐率可能降低、系统压降逐渐升高、系统产水量逐渐降低;

清洗方法:pH值10,2%三聚磷酸钠溶液,0.8%EDTA四钠(严重时更换为0.25%的Na-DDBS),温度40℃。

4、氧化物/氢氧化物(铁、镍、铜)污染

一般特征:脱盐率明显下降、系统压降明显升高、系统产水量明显降低 

清洗方法:氨水调pH值4,2%的柠檬酸溶液,温度40℃,有时也可以用pH2-3(0.5%)的盐酸水溶液清洗。

5、无机盐沉淀物污染

一般特征:脱盐率明显下降、系统压降增加、系统产水量稍降

清洗方法:2%柠檬酸溶液,氨水调pH值4,温度40℃,也可用pH2-3(0.5%)的盐酸水溶液清洗。 

6、各种胶体(铁、有机物及硅胶体)污染

一般特征:脱盐率稍有将低、系统压降稍有上升、系统产水量逐渐减少。 

清洗方法:硫酸调pH值10,0.2%三聚磷酸钠STTP溶液,温度40℃;有时也可以用pH小于10的NaOH水溶液清洗。


 反渗透膜清洗几种常用配方 

清洗配方一

1%-2%柠檬酸溶液或0.4%HCl溶液,适用于铁污染及碳酸盐结晶污堵;

清洗配方二

0.2%NaClO+0.1%NaOH溶液,适用于清洗由有机物及活性生物引起的膜组件的污染;

清洗配方三

0.3%H2O2+0.3%NaOH溶液,适用于清洗由谷氨酸发酵液引起的膜组件的污染;

清洗配方四

1%甲醛溶液,适用于细菌污染的超滤;

清洗配方五

HNO3的0.5%水溶液,适用于电泳漆处理过程中磷酸铅对膜组件造成的污堵(此清洗必须在其他常规化学清洗之后进行。);

清洗配方六

20%的Na2CO3、7%的Na3PO4、3%的NaOH、0.5%的EDTA,主要用于胶体污染物造成的膜污染;

清洗配方七

9%的十二烷基苯磺酸钠、9%的表面活性剂、0.4%的NaOH、0.15的无水碳酸钠、11%的磷酸钠、10%的硅酸钠,清洗时需注意pH的控制,有些膜不适用于高pH清洗液的清洗,要慎重选择,主要用于清洗含油废水所造成的膜污染;

清洗配方八

3%的H3PO4、0.5%的乙二胺四乙酸二钠、0.5%的LBOW专用清洗剂,主要用于清洗蛋白质和油脂污染物造成的污染。

清洗配方九

20%的H2SO4,主要用于硅垢结晶造成的污染。

RO膜元件是反渗透设备系统中最重要的部分,其日常维护的好坏直接影响到系统出水水质的好坏,这里对于反渗透膜的清洗方法加以概述,系统说明反渗透膜在运行中可能出现的污染物以及相对应的清洗方法。