反渗透膜污堵原因的分析及处理措施

反渗透膜污堵原因的分析及处理措施

反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。

1、反渗透除盐工作原理

反渗透亦称逆渗透(RO)。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

反渗透膜是由具有高度有序矩阵结构的聚合纤维素组成的。它的孔径为0.1纳米-1纳米，即一百亿分之一米(相当于大肠杆菌大小的千分之一，病毒的百分之一)。

2、反渗透膜污堵的原理

原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐(如氯化物)和难溶盐(如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐)金属氧化物，酸碱等。在反渗透过程中，进水的体积在减少，悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上，堵塞进

水流道、增加摩擦阻力(压力降)。难溶盐在超过其饱和极限时，会从浓水中沉淀出来，在膜面上形成结垢，降低RO膜的通量，增加运行压力和压力降，并导致产品水质下降。这种在膜面上形成沉积层的现象叫做膜污染，膜污染的结果是系统性能的劣化。需要在原水进入反渗透膜系统之前进行预处理，去除可能对反渗透膜造成污染的悬浮物、溶解性有机物和过量难溶盐组分，降低膜污染倾向。对进水进行预处理的目的是改善进水水质，使RO 膜获得可靠的运行保证。

目前我厂脱盐水岗位反渗透膜污堵速度快，几乎每周清洗一次清洗完后产水量很快恢复，但运行一周后产水量从120m3/h降到80m3/h，必须清洗否则影响制水，如此反复清洗对反渗透膜造成很大的损害，而且还影响正常制水，如果不找出污堵的原因会对系统的正常运行造成很大的威胁。

3、反渗透膜的清洗

3.1 当反渗透系统(或装置)出现以下症状时，需要进行化学清洗或物理冲洗：

1)在正常给水压力下，产水量较正常值下降10～15%;

2)为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加10～15%;

3)产水水质降低10～15%，透盐率增加10～15%;

4)给水压力增加10～15%;

5)系统各段之间压差明显增加。

3.2 清洗液的选择和使用

1) 2.0%(W)柠檬酸(C6H8O7)的低pH(pH值为3～4)清洗液。以于去除无机盐垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等)、金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等)及无机胶体十分有效。

2) 0.5%(W)盐酸低pH清洗液(pH为2.5)，主要用于去除无机物垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等)，金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等)，及无机胶体。这种清洗液比柠檬酸溶液要强烈些，因为盐酸(HCl)是强酸。盐酸的下述浓度值是有效的：(18°波美=27.9%，20°波美=31.4%，22°波美=36.0%)。

3) 0.1%(W)氢氧化钠高pH清洗液(pH为11.5)。用于去除聚合硅垢。这一洗液是一种较为强烈的碱性清洗液。

4、多介质过滤器影响

生水中加入的絮凝剂与水中胶体颗粒和水中悬浮物发生碰

撞吸附长大，经升压后以一定的流速通过上层滤料被表面薄膜拦截过滤，由于上层无烟煤粒径比较均匀水中胶体颗粒与悬浮物得以深层过滤，漏过和脱落的悬浮物在通过石英砂滤料时被二次拦截，杂质与滤料接触吸附被阻留，薄膜和渗透过滤使多介质过滤器运行周期长，出水质量好。

我车间脱盐水岗位多介质过滤器出水装置采用球形孔板(孔径16mm)，上部铺设粒径为32 -64 mm石英石为衬托层，衬托层上部从大到小依次共铺设7层石英砂，最上一层粒径为0.4-1.0 mm、高度为200 mm的石英砂为过滤层。上部铺设500 mm无烟煤，由于衬托层在铺设中级配配比不好，缝隙较大在运行中有漏砂现象，投加絮凝剂后絮凝的物质不能被有效的截留，漏入超滤造成超滤膜污堵速度加快5 超滤装置问题

超滤是反渗透系统预处理的重要设备，主要除去水中有机物、胶体物质，防止反渗透膜有机物胶体的污堵，由于多介质过滤器精度不够，絮凝后的水漏入超滤，造成超滤膜污堵速度快，而且很难清洗，目前絮凝剂已停止投加，超滤膜污堵的现象以减少，但反渗透膜污堵速度加快。超滤过滤精度一般为

0.1-0.01μm，而有机物粒经为10-4—10-6那么超滤只能截留大

粒径的有机物而粒径小的有机物则漏到反渗透造成反渗透膜污堵。

6、反渗透装置问题

反渗透装置的污染主要是超滤没有截留的一些物质所造成的，还有一个主要原因就是还原剂的大量投加，我车间用的还原剂是亚硫酸氢钠，目的是还原水中的余氯，1ppm的余氯需要

1.47ppm的还原剂还原。因反渗透高压泵出口慢开阀内漏，2#反渗透膜被氧化后，氧化剂(次氯酸钠)一直没有投加，为了控制ORP值还原剂没有中断，而超滤出水余氯只有0.01ppm，显然不需要投加还原剂，ORP计(氧化还原电位)在投运以来一直不稳定，漂移现象严重，水中在没有余氯的情况下ORP值显示400-600之间，(工艺指标应控制在200mv左右)为了控制ORP值操作人员大量投加还原剂，这样富余的还原剂就造成了反渗透膜污堵。还原剂又是还原菌的营养源，造成还原菌大量繁殖，反渗透膜污堵加快。

7、处理措施

根据以上分析的原因主要问题就是多介质过滤器精度不够，造成超滤、反渗透膜有机物的污堵。

7.1 将多介质过滤器改造为精度较高的过滤器，如果条件不具备，可将现有的过滤器改造为水帽式多介质过滤器，这样操作安全，不会漏砂，精度也能达到要求。

7.2 将现有的四台多介质过滤器石英砂更换掉，按级别要求重新铺设石英砂，这样也能达到预期目的。

7.3 在反渗透进水总管和保安过滤器出水管分别安装3台余氯监测仪，可有效的控制还原剂的投加量，防止还原剂药量过多造成反渗透膜污堵。