反渗透膜结垢的原因及运行分析

   日期:2020-09-23     来源:中国化工网    作者:化工之家    浏览:3843    评论:0    
核心提示:原因渗透膜污染的原因 1.微生物污染 微生物包括细菌,藻类,真菌和病毒.细菌颗粒极小,一般球菌的直径为0.5〜1.0微米;细菌的宽度为1微米,长度为2微米,甚至更小.目前发现的最大的是直径约300纳

原因渗透膜污染的原因

1.微生物污染

微生物包括细菌,藻类,真菌和病毒.细菌颗粒极小,一般球菌的直径为0.5〜1.0微米;细菌的宽度为1微米,长度为2微米,甚至更小.目前发现的最大的是直径约300纳米的痘病毒,最小的是直径17纳米的圆环病毒.微生物污染对反渗透膜系统至少有两个不利影响:首先,微生物的大量繁殖和代谢会产生大量胶体物质,从而导致膜被阻塞,膜通量急剧下降.第二,会引起水的产生细菌总数增加.反渗透膜的微生物污染非常不利于整个装置的长期运行,因此反渗透膜的微生物污染受到高度重视.

通常,造成生物污染的原因有:

(1)进水中含有大量微生物;

(2)使系统停用,严格按照技术手册进行保护,清洗等;

(3)进水未经消毒或杀菌剂用量过小;

(4)进水水质包含易于滋生微生物的养分,导致大量微生物;

(5)没有定期对管道进行消毒和消毒.被微生物污染的膜表面非常滑,并且通常具有难闻的气味.燃烧生物膜样品的气味与燃烧头发的气味相同.

(例如,进水口的氨氮指示剂浓度过高,导致管道和膜元件中大量微生物的生长.对膜系统进行化学清洗后,管道中的大多数微生物颗粒都随水流进入膜的末端,导致系统的产水率急剧下降,并且系统之间的压降急剧增加.

2.有机物和矿物油的污染

由有机物引起的膜系统故障占60%.所有系统故障的%-80%.流入水中的有机物被吸附在膜元件的表面上,这将导致通量损失,尤其是在第一阶段.在许多情况下,在膜表面形成的吸附层就像是对水中溶解盐的另一种隔离屏障.,堵塞膜表面通道,导致脱盐速率增加,大分子量和带有疏水基团的有机物经常引起这种效果,例如微量油滴,大分子量和难降解的有机物等.会导致膜系统被有机物污染.

(例如,石化废水的成分很复杂,水中有机物的浓度很高,并且其中含有微量的油,因此在反渗透膜系统中使用的反渗透膜系统石油化工废水中,有机污染是最常见的污染类型.反渗透膜的有机污染通常通过分析进水和有机污染物的浓度来判断,常规的化学清洁可以消除一般的有机污染.)

< p> 3.絮凝剂引起的污染

在反渗透系统的预处理过程中,如空气浮选或混凝沉淀处理装置,加入一定量的高纯度聚铝絮凝剂,胶体,颗粒杂质去除油性物质.

絮凝剂的用途主要分为无机和有机两种.无机类型通常是聚铁和聚铝.由于无机絮凝剂的价格低廉,因此使用更多.为了避免膜系统中的铁离子产生污染,一般膜系统中使用高纯度聚铝作为絮凝剂.有机絮凝剂通常是聚丙烯邻苯二甲酰胺和聚丙烯盐.在某些膜系统的预处理单元中,无机和有机絮凝剂的结合效果更好,但在实际使用中,根据系统的不同工艺和不同的水质,实际筛选决定了絮凝剂的使用.类和浓度.在实际操作中,并非所有的絮凝剂都会被絮凝成颗粒.无论哪种类型的絮凝剂,水中都会有一定量的残留物.进入后续处理单元后,通常情况下,残留的絮凝剂将与浓缩水一起排出,但是如果絮凝剂的浓度过高,则水中膜系统的残留量会过多,从而会引起反渗透膜表面的二次絮凝和沉淀,导致膜结垢,并且由于絮凝剂的污染,过高的剂量通常在清洗过程中难以清除,甚至可能导致需要更换膜短时间.

4.结垢引起的污染

结垢是不溶性盐类在膜表面的沉淀.防止结垢的方法是确保不溶盐不超过饱和极限.在反渗透系统中沉淀的水垢主要是无机成分,主要是碳酸钙.除碳酸盐外,许多其他无机盐还具有较低的饱和溶解度,例如硫酸钙,硫酸钡,硫酸镁和某些氢氧化物等.为了防止在膜表面结垢,通常添加适量的膜垢抑制剂在安全过滤器之前.有时,添加的不同试剂的相互作用会导致不溶性物质沉淀,进而污染膜元件.例如,当聚合有机阻垢剂遇到多价阳离子,例如铝或残留的聚合阳离子絮凝剂时,可能发生沉淀反应,例如铝或铁.所得的胶体反应物非常难以从膜表面除去.因此,在添加多种药剂时,应注意这些药剂的组成,根据水质数据,所选膜模型,通过实验确认其相容性,并获得合适的阻垢剂类型和剂量.

5.胶体污染

胶体是粒径为1纳米(nm)至1微米的细颗粒,很难像粘土一样自然降解.它们通常在水中带负电荷.污水中的有机胶体物质,过量的絮凝剂用量以及污水中金属离子水解形成的氢氧化物胶体是胶体污染的常见原因.废水中常见的胶体污染物包括氢氧化铁,氢氧化铝和二氧化硅胶体.

反渗透系统的长期运行经验

1.保持稳定的预处理效果

在预处理阶段去除原水中的大多数污染物.良好的预处理效果可以有效减少反渗透系统中各种类型污染的机会.

(例如,定期更换安全过滤器滤芯并检查安全过滤器,以防止短流现象和过滤器中生物污泥的生长,这会污染膜元件;严格控制进水的浊度和污染指标(SDI),控制进水的浊度小于0.5NTU,污染指数小于5;前膜工艺和膜系统的消毒灭菌,消毒杀菌是控制微生物污染必不可少的关键步骤,系统的杀菌分为冲击式,杀菌式和连续式杀菌,根据不同的系统可以选择不同的方法)

2.控制较低的操作压力和回收率

压力是反渗透淡化的驱动力.压力升高时,膜组件的水渗透率呈线性增加,并且一开始国家利率上升.当压力上升到一定值时,脱盐率趋于稳定.因此,在实际操作中,压力不必太高.太高的压力会增加膜的衰减,并可能损坏膜组件.为了延长膜组件的使用寿命,通常在脱盐率和产水量达到生产要求时,使用稍低的压力运行,这对于系统的长期运行具有很大的好处.

当反渗透系统采用更高的回收率时,浓缩水的盐含量相应增加,这不仅容易在浓缩水侧产生浓差极化,而且导致渗透率增加系统压力.为了维持水的生产,必须增加操作压力,产出水的单位能耗也将增加,产出水的质量将下降,膜污染将增加,结垢和微生物污染的风险将增加.根据操作经验,将反渗透系统的回收率控制在75%以下是合适的.

3.物理清洁膜(冲洗产品水)

冲洗使用低压和高流量进水冲洗膜元件,以冲洗掉附着在膜上的污染物和积聚物.膜表面低压冲洗膜可减小深度差并防止膜脱水.如果条件允许,建议经常冲洗系统.增加冲洗次数比进行化学清洗更有效.

4.规范系统的启动和关闭操作以及关闭保护措施

当系统启动和停止时,流量和压力会波动.流量和压力波动过快可能会导致系统出现极限压降现象,形成水锤效应,这将导致膜元件破裂,因此在启动和停止操作时,压力和流量必须缓慢增加或减少.

在启动系统和关闭系统之前,请确保压力容器中没有真空,否则在再次运输膜元件时会发生水锤或液压冲击.最初打开有漏水系统时,或者开始正常运行时,会出现上述现象.

系统应保持较低的背压(产出水侧的压力).当采出水侧的压力比原水侧的压力高0.05MPa以上时,膜元件将受到物理损坏.在启动和停止系统之前,请充分确认阀门的打开和关闭以及压力的变化,以确保在操作过程中避免背压.如果需要长时间关闭膜系统,则必须根据技术手册将保护液通入系统或定期通水,以确保膜元件正常待机.

5.定期在线对膜元件进行化学清洁

采用合理的预处理系统和良好的操作管理,仅能减少膜元件的污染程度,不可能完全消除膜污染.因此,反渗透膜系统运行一段时间后,可能会被多种污染物污染,尤其是高级污水处理装置中使用的反渗透膜系统.污染经常发生.正常情况下,标准产水量减少约15%,进水与浓缩水之间的系统压降增加到初始值的1.5倍,出水水质明显下降,需要使用膜元件进行化学清洗.

在化学清洗中,首先要判断污染物的种类,然后根据膜的特性选择合适的清洗配方和清洗工艺,清洗时要注意控制pH值,温度和流量清洁液.为了确保冲洗效果,如果条件允许,可以采用分段清洗的方法进行化学清洗.目前,国内外膜清洁剂可供选择.可以通过比较清洁前后设备的性能(例如脱盐率,产水量和压降)来确认清洁效果.

6.膜元件的离线化学清洗

如果膜系统在多次在线化学清洗后无法恢复其性能,或者膜系统被严重污染,则需要使用膜元件被清洗.进行离线化学清洁.膜元件的严重污染意味着污染后的单级压力差是系统运行初期单级压力差值的2倍以上,反渗透系统的产水量下降了30%以上,或单个反渗透膜元件的质量超过正常值3kg以上情况.

根据用户对原水的完整分析报告,性能测试结果和已知的系统信息来确定污染类型和清洁过程;必须通过专用设备和器具进一步验证以确定污染物的具体类型,确定所需的清洁配方.去除的待清洁膜元件在专用的离线清洁设备上进行清洁,清洁后,将对其进行测试和鉴定,然后重新安装并投入使用.

 
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