造成反渗透系统污染的原因有哪些?可以说明一下?
你知道造成反渗透系统污染的原因有哪些吗?
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反渗透系统在运行过程中,水中的金属离子、微生物、不易溶解的微粒、有机污染物、生物黏泥、胶体、油脂等长时间与膜接触,会引起膜污染,使膜的通量及分离性能明显降低、压降升高,需要进行膜清洗。
究其污染产生的原因主要有以下八大原因:
一.浓差极化
在反渗透脱盐系统中,膜的选择透过性使水分子不断从高压侧透过膜,而溶质分子仍残留在原溶液中,导致膜表面上的料液和进口料液之间产生一个浓度差,严重时会产生很高的浓度梯度,这种现象称为浓差极化。浓差极化使料液渗透压增大,有效推动力减小,造成透水速度好脱盐率下降。
二.无机盐结垢
CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2及SiO2等溶度积较小的盐类,在反渗透过程中可能会因浓缩超过其溶度积而析出,产生沉积物而停留在膜表面上或在进水通道内形成水垢。例如:CaCO3的溶度积是8.7×10-9(25℃),即[Ca2+]·[CO32-]大于8.7×10-9时,CaCO3就会沉降下来。但影响结垢的因素较多,包括同离子效应、盐效应、pH、温度、压力、回收率及水质等。
三.悬浮颗粒物的污染
保安过滤器会因“短路”或缺陷造成过滤介质、腐蚀碎片及异物(如小芯绒线)等的泄露,比如前两天我们售后部门接到的一个10t设备的膜清洗,其中就有这方面的问题;此外还有反渗透初次投用冲洗不彻底时,可能使膜元件受到污染,使进水通道堵塞及膜表面上形成非晶体沉淀,但这种情况较少遇到。
四.吸附性污染
一般含有低价铁离子和锰离子、属苦咸水范围的某些井水水源具有一定还原性,此类水源造成膜污堵的主要原因就是铁、铝、锰等在膜表面产生胶体颗粒污堵。铁发生氧化所需的pH值较低,使得反渗透系统发生铁污堵现象较频繁。
引起膜表面上沉积可溶性二价铁和三价铁的相关污染物可能的过程为:氧气进入含二价铁的进水中,高碱度水源形成FeCO3,铁与硅反应形成难溶性的硅酸铁,受铁还原菌氧化作用的影响,将会加剧生物膜滋生和铁垢的沉积,由含铁絮凝剂转变引起的胶体状铁。铁、铝、锰等产生金属污染后的特征表现为产水量降低,压差下降。
当膜表面覆盖生命力旺盛的微生物污泥时,膜所除去的盐类将陷于粘层中,不易被水冲走,为微生物繁殖提供了丰富的营养物质,与此同时反渗透进水前预处理时加入的阻垢剂、软水剂等又能促进微生物生长。有机与无机的溶解性物质以及颗粒物,可以通过有效的预处理被去除,但可繁殖的微生物颗粒,经预处理后即使剩余0.01%,还能利用水中可生物降解的物质进行自身繁殖,这也是生物污泥在任何系统中都会造成污染的主要原因之一。生物污染和其他污染是伴随而生的,一般是有大量污染物,来源多为地表水和污水。
六.胶体物污染
地下水及地表水均含有铁、铝、硅、有机质等物质,和预处理时加入的混凝剂、助凝剂、阻垢剂等形成胶体沉积在膜表面造成胶体污染。硅酸胶体在水中会水解生产Si(OH)4,并在一定条件下发生聚合反应,生成SiO2胶核,并分级电离,放出H+形成呈负电性的胶体。
胶体物污染难处理是由于带有同种电荷,比较稳定,不易沉降,但在RO膜过滤水时被截留在膜表面,形成水合物,易污染膜,导致水通量下降。一般这种趋向用污染指数(SDI)进行评价,通常当SDI<3时,膜表面不产生此类污堵;SDI>3时,会发生污堵。
七.水锤现象
对于反渗透系统,由于设计的不合理,在开始调试阶段,装填膜的膜壳内有大量的空气,当待处理液瞬间进入膜壳时,由于空气具有可压缩性,且瞬间不可能完全排进;当空气在膜壳内达到一定压力时,会突然爆破释放,引起反渗透在膜壳内相互撞击、挤压以及窜动,产生“水锤”现象。在反渗透系统中,水锤的危害在于造成无法恢复的反渗透膜元件损伤。当然,这种现象也可以通过完善的设计而避免。
八.其他因素造成的污染
碳氢化合物和聚硅氧烷基的油及脂能覆盖于膜表面,致使膜受到污染;膜的水解、有机溶剂及氧化性物质的侵蚀等也会造成膜材料的本质改变。
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