文档介绍：反渗透膜的污染及其化学清洗
反渗透(Reverse Osmosis)系统装置简单,易于操作和控制,便于维修,分离效率高,占地面积小,已被广泛应用于生活饮用水净化、电子、化工、电力、纺织、冶金、石化以及海水、苦咸水淡化等工业用水的生产过程中,在水处理领域中占有十分重要的地位。由于反渗透系统对给水水质要求较高,如果预处理不当或不够,会发生结垢和污染现象。反渗透膜组件结垢和污染不但使产水水质恶化、产水率下降、系统压降增大、能耗增加,如不及时清洗还会对膜造成不可逆的损伤,缩短膜寿命,严重时必须提前更换膜元件。目前国内许多的反渗透系统大多是由海德能、陶氏等公司提供的设备组件及设计依据,由于用户对设备的使用情况认识不足,在使用中存在许多问题,因此清洗工作是保证反渗透膜在寿命期内正常运行的关键。
1 反渗透膜污染物的成因与特征
常见的反渗透膜污染物
反渗透系统对给水水质要求较高,通常要求SDI(Silt Density Index)<-,因此反渗透系统之前通常配有较为完善的预处理系统。尽管如此,在正常运行一段时间后,反渗透膜还是会受到给水中悬浮物或难溶盐的污染,这些污染物中最常见的是碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡硫酸锶沉淀,金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉淀混合物、NOM(anic Matter)天然有机物、合成有机物(如:阻垢剂/分散剂,阳离子聚合电解质)、微生物(藻类、霉菌、真菌)等。
反渗透膜污染物的成因
反渗透污染物的成因主要有以下几种:
对流沉积
反渗透膜过滤是一个“错流分离”过程,纯水穿过膜孔,而含有各种污染粒子的浓水高速流过膜表面,膜对粒子的吸附叫“对流沉积”,它是反渗透膜污染的主要原因。
浓差极化
浓差极化会加快膜的污染。因为浓差极化造成邻近膜表面溶质的浓度快速升高,引起边界层流体阻力增JJn(或局部渗透压增加),导致传质推动力下降,产生污垢沉积。
截流物阻挡
截流物加快了膜的污染。例如,螺旋卷式膜及平面板式膜的料液流道间有一层塑料隔网,起支撑膜和增大湍流的作用,但同时也造成截流,污染物受隔网阻挡,迅速沉积下来。
2 反渗透膜的化学清洗
当反渗透膜运行一定时间后,随着污染物在膜表面的沉积,膜性能会出现不同程度地下降,此时需考虑对反渗透膜进行清洗。反渗透膜的清洗方法分为物理清洗(例如:低压冲洗、反洗等)、化学清洗、物理-化学清洗,其中化学清洗使用得最为广泛。在化学清洗进行时清洗药剂扩散进入污染物在膜表面形成的沉积层并与污染物发生化学反应。清洗药剂的扩散速度取决于包括清洗液湍流特性在内的不同因素。在水解、溶解和分散等化学反应的作用下污染物被从反渗透膜表面去除。
反渗透膜清洗的条件
清洗时机主要依据以下参数的变化来选择:
(1)在正常给水压力下,产水量较正常值下降10-15%;
(2)为维持正常产水量,经温度校正后地给水压力增加10-15%;
(3)产水水质降低10 15%,透盐率增加10-15% ;
(4)系统各段之间压差明显增加。
以上标准的基准条件,可考虑取自系统经过最初48h运行时的反渗透膜的性能。需要注意的是,如果进水温度降低,膜元件产水量也会下降,这是正常现象并非反渗透膜的污染所致。预处理失效,压力控制失常或