1、反滲透膜元件的污染與清洗
在正常運(yùn)行一段時(shí)間后,反滲透膜元件會(huì)受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染,這些污染中更常見的是碳酸鈣沉淀、硫酸鈣沉淀、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉淀、硅沉積物、無機(jī)或有機(jī)沉積混合物、NOM天然有機(jī)物質(zhì)、合成有機(jī)物(如:阻垢劑/分散劑,陽離子聚合電解質(zhì))、微生物 (藻類、霉菌、真菌)等污染。
污染性質(zhì)和污染速度取決于各種因素,如給水水質(zhì)和系統(tǒng)回收率。通常污染是漸進(jìn)發(fā)展的,如不盡早控制,污染將會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)損壞膜元件。當(dāng)膜元件確證已被污染,或是在長(zhǎng)期停機(jī)之前,或是作為定期日常維護(hù),建議對(duì)膜元件進(jìn)行清洗。
當(dāng)反滲透系統(tǒng)(或裝置)出現(xiàn)以下癥狀時(shí),需要進(jìn)行化學(xué)清洗或物理沖洗:
在正常給水壓力下,產(chǎn)水量較正常值下降10~15%;
為維持正常的產(chǎn)水量,經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加10~15%;
產(chǎn)水水質(zhì)降低10~15%,透鹽率增加10~15%;
給水壓力增加10~15%;
系統(tǒng)各段之間壓差明顯增加。
保持穩(wěn)定的運(yùn)行參數(shù)主要是指產(chǎn)水流量、產(chǎn)水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運(yùn)行參數(shù)起伏不定,建議檢查是否有污染發(fā)生,或者在關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)有變化的前提下反滲透的實(shí)際運(yùn)行是否正常。
定時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體性能是確認(rèn)膜元件是否已發(fā)生污染的基本方法。污染對(duì)膜元件的影響是漸進(jìn)的,并且影響的程度取決于污染的性質(zhì)。表1“反滲透膜污染特征及處理方法”列出了常見的污染現(xiàn)象和相應(yīng)處理方法。
已受污染的反滲透膜的清洗周期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。正常的清洗周期是每3-12個(gè)月一次。
當(dāng)膜元件僅僅是發(fā)生了輕度污染時(shí),重要的是清洗膜元件。重度污染會(huì)因阻礙化學(xué)藥劑深入滲透至污染層,影響清洗效果。
清洗何種污染物以及如何清洗要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)污染情況而進(jìn)行。對(duì)于幾種污染同時(shí)存在的復(fù)雜情況,清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗(應(yīng)先低PH后高PH值清洗)。
2、污染情況分析
碳酸鈣垢:
碳酸鈣垢是一種礦物結(jié)垢。當(dāng)阻垢劑/分散劑添加系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),或是加酸pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)出故障而引起給水pH增高時(shí),碳酸鈣垢有可能沉積出來。盡早地檢測(cè)碳酸鈣垢,對(duì)于防止膜層表面沉積的晶體損傷膜元件是非常有必要的。早期檢測(cè)出的碳酸鈣垢可由降低給水的pH值至3~5,運(yùn)行1~2小時(shí)的方法去除。對(duì)于沉積時(shí)間長(zhǎng)的碳酸鈣垢,可用低pH值的檸檬酸溶液清洗去除。
硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢:
硫酸鹽垢是比碳酸鈣垢硬很多的礦物質(zhì)垢,且不易去除。硫酸鹽垢可在阻垢劑/分散劑添加系統(tǒng)出現(xiàn)故障或加硫酸調(diào)節(jié)pH時(shí)沉積出來。盡早地檢測(cè)硫酸鹽垢對(duì)于防止膜層表面沉積的晶體損傷膜元件是非常有必要的。硫酸鋇和硫酸鍶垢較難去除,因?yàn)樗鼈儙缀踉谒械那逑慈芤褐须y以溶解,所以,應(yīng)加以特別的注意以防止此類結(jié)垢的生成。
金屬氧化物/氫氧化物污染:
典型的金屬氧化物和金屬氫氧化物污染為鐵、鋅、錳、銅、鋁等。這種垢的形成導(dǎo)因可能是裝置管路、容器(罐/槽)的腐蝕產(chǎn)物,或是空氣中氧化的金屬離子、氯、臭氧、鉀、高錳酸鹽,或是由在預(yù)處理過濾系統(tǒng)中使用鐵或鋁助凝劑所致。
聚合硅垢:
硅凝膠層垢由溶解性硅的過飽和態(tài)及聚合物所致,且非常難以去除。需要注意的是,這種硅的污染不同于硅膠體物的污染。硅膠體物污染可能是由與金屬氫氧化物締合或是與有機(jī)物締合而造成的。硅垢的去除很艱難,可采用傳統(tǒng)的化學(xué)清洗方法。如果傳統(tǒng)的方法不能解決這種垢的去除問題,請(qǐng)與海德能公司技術(shù)部門聯(lián)系。現(xiàn)有的化學(xué)清洗藥劑,如氟化氫銨,已在一些項(xiàng)目上得到了成功的使用,但使用時(shí)須考慮此方法的操作危害和對(duì)設(shè)備的損壞,加以防護(hù)措施。