反渗透膜的污染反渗透膜系统中各段膜元件污染主要特征:1,离子结晶污染它为什么会发生在末段?由于反渗透系统对原水不断浓缩,离子浓度逐渐增高,会使某些无机盐达到饱和而结晶析出,并沉积在膜的表面。因此这些无机盐结垢常发生在系统的末段。什么叫做无机盐垢?通常都是溶解度较小的微溶盐和难溶盐,如碳酸钙、硫酸钙、氟化钙等。在反渗透系统设计中,通过控制系统回收率和投加阻垢剂可以使这些微溶盐和难溶盐时刻保持在离子状态。然而在实际运行中,水质波动、操作不当等原因都会导致离子结晶污染的发生。2,胶体污染超滤预处理可以有效的去除原水中的固体颗粒,将反渗透系统进水淤泥密度指数(SDI)控制在较低水平,但仍然会有少量小颗粒透过超滤膜进入反渗透系统。此外,硅酸盐和金属离子(如铁、铝)可以透过超滤膜,并在反渗透膜分离过程中形成胶体颗粒,导致反渗透膜的堵塞。3,有机物污染超滤膜对小分子有机物截留效果差,活性炭吸附和高级氧化等有机物去除手段由于成本高昂而往往没有设置在预处理中,因此有机物会进入反渗透系统并吸附在膜的表面形成有机物污染。4,微生物污染超微生物具有较强的生计繁衍才调,是膜别离进程中所面临的重要风险之一。即使只需极少量的微生物透过超滤膜,但只需环境合适,它们就可以运用原水中可降解的有机物在反渗透体系中许多繁衍,在反渗透膜外表构成生物膜。一般会在超滤体系中投加非氧化性杀菌剂以按捺微生物的成长。反渗透膜清洗物理清洗:正冲洗原理:运用大流量的清水构成较高的膜面流速,在低压条件下以接连或脉冲进水方式冲刷反渗透膜外表,缓解浓差极化现象,并将膜外表附着的相对疏松的污染物随高速水流带走。操作程序:正冲刷清洗进程简略,对膜别离皮层构成的损害很小,可在必定程度上恢复反渗透膜的通量和别离功用,因此一般设置在反渗透体系起停机的规范作业程序中。注意事项:正冲刷膜清洗进程需求操控流量不超越膜元件所容许的最大进水流量,防止过高膜面流速导致聚酰胺皮层的掉落,影响反渗透膜的别离功用。逆向流正冲洗:将冲刷水从膜元件的浓水端流入从进水端流出往往可以进一步跋涉常规正冲刷的清洗效果。尽管超滤等预处理办法可以很好的控制反渗透进水的SDI,但仍然会有部分小规范污染物进入反渗透膜并在进水格网周围不断堆积。这些被格网阻截的污染物很难通过常规正冲以排出元件,而逆向流正冲刷有时会起到意想不到的效果。反清洗:将清洗水从膜的产水侧透过反渗透膜,将膜表面附着堆积的污染物冲离。该进程与超滤膜的反洗进程相似,但反洗水量和压力较小,清洗进程愈加柔软,以防止别离皮层坠落。反清洗可在产水侧直接施加较低的压力或将膜组件接在水泵吸程.上,然后完成产水侧水的逆向活动。不过,由于这种膜清洗办法存在别离皮层坠落的风险,在实践出产中运用较少。物理清洗对污染严峻的反渗透膜的康复效果一般有限,因此往往需求化学清洗才调抵达较为志趣的效果。化学清洗清洗方式:原位清洗:原位清洗利用了反渗透设备配套的药洗水箱、清洗水泵及管路,对膜壳中的膜元件进行循环清洗或浸泡清洗。整个进程无需拆开膜元件,保护工作量小,清洗完毕后可快速切换回出产办法。缺点:原位清洗往往不完全,且对处于不同方位受不同程度和不同类型污染的膜元件无法差异处理,因此关于膜污染较为严峻的情况常选用离.线清洗。离线清洗:将反渗透体系中的受污染膜元件取出,装在专门的离线膜清洗设备.上进行清洗,清洗效果更为完全。缺点:由于各段膜元件外表的污染物和受污染程度不尽相同,因此选用离线清洗的方法,能够根据受污染程度和类型有用的区别待清洗的膜元件,并有针对性地进行化学清洗减少无效清洗对膜分离层构成的损害,延伸反渗透膜的使用寿命。清洗剂(各类清洗剂的清洗条件和作用):无机酸(如盐酸、硝酸):可有用溶解膜外表的碳酸盐、金属氧化物等无机盐结垢。有机酸(如柠檬酸、草酸)能够与膜外表的无机盐垢结合构成有机-金属化合物,并脱离膜外表进入本体液中。柠檬酸:除了酸效应以外,还能够与膜外表无机污染物产生络合反响。因此相较于无机酸,柠檬酸对膜构成损害的风险更小。碱洗药剂:主要成分是氢氧化钠,将清洗剂的pH跋涉至11~12,可有用的效果于蛋白质、多糖和油性物质等污染物。碱性清洗药剂一般为氢氧化钠与络合剂(如EDTA)和外表活性剂(如十二烷基硫酸钠)的复配药剂,对硫酸盐垢、生物膜和有机物有着更好的清洗效果。含酶清洗剂:里边的生物酶具有极高的催化才华,可将蛋白质、脂类、多糖等大分子有机物分解为水溶性的小分子有机物予以去除,对微生物膜污染清洗效果好。常用清洗剂及作用:注意事项:清洗的很频繁的话会加速反浸透膜脱盐功用的衰减,缩短反浸透膜的使用寿命。当反浸透系统膜污染严峻、化学清洗再三时,需对来水水质、预处理工艺参数和处理作用等要素进行全面分析,及时从源头处理膜污染问题。膜污染分类:可逆污染:膜污染可通过水洗、气洗等物理方法处理后能够恢复不可逆污染:膜污染无法通过物理方法恢复,必须借助化学清洗膜污染机理浓差极化:膜处理过程中膜外表滤液被浓缩,其浓度高于主体溶液的浓度,使得膜外表.上溶质的部分浓度添加,然后添加了边界层流体的阻力,下降了膜的浸透率。模孔的堵塞:在膜外表或膜孔内被分别的物质与膜相互作用发生吸附和堆积,膜孔壁上附着许多的污染物构成膜孔堵塞使膜孔的体积减小,浸透率由于膜孔的窄化而下降。膜内吸附:吸附现象被认为是超滤过程中构成膜污染的要害,膜、溶质和溶剂三者的相互作用影响膜的吸附污染。吸附作用的机理因膜组分的化学性质、结构不同而不同,--般分为静电作用、氢键、范德华力、疏水性等。滤饼层的形成:大量的微粒随着过滤时间的延长而在膜表面逐渐累积压实并覆盖在膜表面形成滤饼层,增加了过滤水阻力,降低膜的渗透率。超滤膜清洗:物理清洗:物理清洗常用技术为水力清洗技术和气、液脉冲技术,是超滤膜污染初期的基本清洗方法,主要用于消除超滤膜的可逆污染。水力清洗技术主要包括低压高速流法、反压清洗法、等压清洗法和负压清洗法等,通常指膜污染物利用气、水或水与空气的混合流体反向或切向来去除的方法。气、液脉冲清洗技术是指向膜过滤装置的间隙通入高压气体使膜孔膨胀,继而使污染物被液体冲走。此外,超声波清洗、机械振动、海绵球清洗和脉冲电场清洗等物理清洗技术也得到了一定应用。化学清洗:当采用物理方法清洗效果后效果不佳时,可采用化学清洗利用清洗剂(如KOH、NaOH、NaCIO、氢氟酸、柠檬酸、磷酸、草酸、盐酸、硫酸等)与膜孔及表面的污染物发生反应,来去除物理清洗难以去除的污染物质。化学清洗还应考虑清洗时间、温度和药品种类等因素。超滤膜系统在实际运行过程中,应根据所处理水质等实际情况来选择对环境污染小且清洗效果好的无毒无害杀菌剂和清洗剂。生物清洗:生物清洗是指超滤膜污染物质中的多糖、蛋白质等污染物通过生物剂或生物活性高的酶来去除或分解。生物清洗的主要方式是酶或生物剂配液清洗或通过特殊方法将生物剂固定在膜上,以提高膜的抗污染能力。
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