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全面解析反渗透内部结构及工作原理(下)
发布时间:2021-07-27 08:20:10

四、反渗透膜预处理方法

反渗透膜过滤方式与滤床式过滤器过滤不同,滤床是全过滤方式,即原水全部通过滤层。而反渗透膜过滤是横流过滤方式,即原水中的一部分水沿与膜垂直方向透过膜,此时盐类和各种污染物被膜截流下来,并被沿膜与膜面平行方向流动的剩余的另一部分原水携带出,但污染物并不能完全带出,随着时间的推移,残留的污染物会会使膜元件污染加重,而且原水污染物及回收率越高,膜污染越快。


1结垢控制

当原水中的难溶盐在膜元件内不断被浓缩且超过其溶解度时,它们就会在反渗透膜表面上沉淀,我们称之为“结垢”。当水源确定后,随着反渗透系统的回收率的提高,结垢的风险就越大。目前出于水源短缺或排放废水对环境影响考虑,提高回收率是一种习惯做法,在这种情况下,考虑周全的结垢控制措施尤为重要。在反渗透系统中,常见的难溶盐为CaCO3CaSO4SiO2,其他会产生结垢的化合物为CaF2BaSO4SrSO4Ca3PO42。常用的阻垢方法是加阻垢剂。我车间用的阻垢剂为纳尔科的PC191,欧美的NP200

2胶体和固体颗粒污染的控

胶体和颗粒污堵会严重影响反渗透膜元件的性能,如大幅度降低淡水产量,有时也会降低脱盐率,胶体和颗粒污染的初期症状是反渗透膜组件进出水压差增加。

判断反渗透膜元件进水胶体和颗粒通用的办法是测量水中的SDI值,有时也称FI值(污染指数),它是监测反渗透预处理系统运行情况的重要指标之一。

SDI(淤泥密度指数)是以单位时间内水滤过速度的变化来表示水质的污染性。水中胶体和颗粒物的多少会影响SDI大小。SDI值可用SDI仪来测定。

3膜微生物污染控制

原水中微生物主要包括:细菌、藻类、真菌、病毒和其他高等生物。反渗透过程中,微生物伴随水中溶解性营养物质会在膜元件内不断浓缩和富集,成为形成生物膜的理想环境与过程。反渗透膜元件的生物污染,将会严重影响反渗透系统的性能,出现反渗透组件间的进出口压差迅速增加,导致膜元件产水量下降,有时产水侧会出现生物污染,导致产品水受污染。如某些火电厂反渗透装置在检修时发现,膜元件及淡水管侧长满绿青苔,这是一种典型的微生物污染。

膜元件一旦出现微生物污染并产生生物膜,对膜元件的清洗就非常困难。此外,没有清除的生物膜将引起微生物的再次快速的增长。因此微生物的防治也是预处理的主要任务之一,尤其是对于以海水、地表水和废水作为水源的反渗透预处理系统。

防止膜微生物的方法主要有:加氯、微滤或超滤处理、臭氧氧化、紫外线杀菌、投加亚硫酸氢钠。在火电厂水处理系统常用的方法是加氯杀菌和在反渗透前采用超滤水处理技术。

氯作为一种灭菌剂,它能够使许多致病微生物快速失活。氯的效率取决于氯的浓度、水的pH值和接触时间。在工程应用中,水中余氯一般控制在0.51.0mg/L以上,反应时间控制在2030min,氯的加药量需要通过调试确定,因为水中有机物也会耗氯。采用加氯杀菌,实用pH值为46

在海水系统中采用加氯杀菌与苦咸水中的情况不同。通常海水中还有65mg/L左右的溴,当海水进行氯的化学处理时,溴会首先与次氯酸反应生成次溴酸,这样其杀菌作用的是次溴酸而不是次氯酸,而次溴酸在pH值较高的情况下不会分解,因此,海水采取加氯杀菌效果比在苦咸水中要好。

由于复合材质的膜元件对进水余氯有一定要求,因此,采用加氯杀菌后,需要进行脱氯还原处理。

4有机物污染控制

有机物在膜表面上的吸附会引起膜通量的下降,严重时会造成不可逆的膜通量损失,影响膜的实用寿命。

对于地表水来说,水中大多为天然物,通过混凝澄清、直流混凝过滤及活性炭过滤联合处理的工艺,可以大大降低水中有机物,满足反渗透进水要求。

5浓差化控制

在反渗透过程中,膜表面的浓水与进水之间有时会产生很高的浓度梯度,这种现象称为浓差化。产生这种现象时,在膜表面会形成一层浓度比较高、比较稳定的所谓“临界层”,它妨碍反渗透过程的有效进行。这是因为,浓差化会使膜表面溶液渗透压变大,反渗透过程的推动力会降低,导致产水量和脱盐率均降低。浓差化严重时,某些微溶盐会在膜表面沉淀结垢。为避免浓差化,有效的方法是使浓水的流动始终保持紊流状态,即通过提高进水流速来提高浓水流速的方法,使膜表面微溶盐的浓度减少到底;另外在反渗透水处理装置停运后,应及时冲洗置换浓水侧的浓水。


五、反渗透技术的特点分析

1、反渗透的脱盐率高,单只膜的脱盐率可达百分之九十九,单级反渗透系统脱盐率一般可稳定在百分之九十以上,双级反渗透系统脱盐率一般可稳定在百分之九十八以上。

2、由于反渗透能有效去除细菌等微生物、有机物,以及金属元素等无机物,出水水质优于其它方法。

3、反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉,减少环境污染。

4、减缓了由于源水水质波动而造成的产水水质变化,从而有利于生产中水质的稳定,这对纯水产品质量的稳定作用明显。

5、可大大减少后续处理设备的负担,从而延长后续处理设备的使用寿命。