隨著水處理行業(yè)的發(fā)展,反滲透膜的應(yīng)用范圍越來越廣,將其應(yīng)用于各種大型水處理設(shè)備行業(yè)。因此,在使用反滲透膜的操作過程中需要注意哪些問題?
一、反滲透膜介紹
反滲膜是由仿生生物半透膜制成的人工半透膜,具有一定的特性,是反滲透技術(shù)的核心組成部分。反滲法的基本原理是:在溶液滲透壓以上,其它物質(zhì)不能通過半透膜使這些物質(zhì)和水分離開。反滲膜的膜孔很小,可以有效地去除水中的溶解鹽、膠體、微生物、有機(jī)物等。該系統(tǒng)水質(zhì)優(yōu)良,能耗低,無污染,工藝簡(jiǎn)單,操作方便。
反滲膜是實(shí)現(xiàn)反滲透的核心元件,由仿生生物半透膜制作而成,人工半透膜具有一定的特點(diǎn)。通常由高聚物制成。例如醋酸纖維素膜,芳香族聚酰肼膜,芳香族聚酰胺膜。表層微孔的直徑一般為0.5~10 nm,其透過率的大小與膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。有些聚合物對(duì)鹽有良好的排斥作用,而水的透過速度卻不好。有些聚合物材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有較多的親水性基團(tuán),因此水的滲透速度比較快。所以一個(gè)滿意的反滲透膜應(yīng)該有合適的滲透量和脫鹽能力。
1、反滲透膜應(yīng)具有以下特征:
(1)在高流速下應(yīng)具有高效脫鹽率;
(2)具有較高機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命;
(3)能在較低操作壓力下發(fā)揮功能;
(4)能耐受化學(xué)或生化作用的影響;
(5)受pH值、溫度等因素影響較小;
(6)制膜原料來源容易,加工簡(jiǎn)便,成本低廉。
反滲透膜的結(jié)構(gòu),有非對(duì)稱膜和均相膜兩類。當(dāng)前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚酰胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用于分離、濃縮、純化等化工單元操作,主要用于純水制備和水處理行業(yè)中。
2、反滲透原理
反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過它的滲透壓時(shí),溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側(cè)得到淡水,在高壓側(cè)得到鹵水。
二、反滲透膜的污染
反滲透膜常見的故障是膜的污染,污染種類有:
1、垢類。
天然水中的低溶解度鹽類如碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅等,在反滲透過程中濃縮時(shí),可能超過其溶度積而在膜表面析出沉淀。
2、有機(jī)物污染。
原水中的微生物在膜表面滋生時(shí),膜所除去的鹽類將不容易被水沖走。生物污染還會(huì)使醋酸纖維素膜發(fā)生生物降解,使膜的醋酸化度減少,脫鹽率大大下降。
3、金屬氧化物沉積。
常見的是氫氧化鐵,其次是氫氧化鋁、氧化錳沉淀。金屬氧化物的來源有水源中的鐵鋁腐蝕產(chǎn)物、預(yù)處理凝聚劑中的亞鐵或鋁離子、反滲透系統(tǒng)部件鐵的腐蝕產(chǎn)物等。
4、懸浮物。
由于有大顆粒懸浮物沒有被過濾掉,使反滲透進(jìn)水通道堵塞和膜表面上形成非晶體沉淀。
5、膠體。
膜表面發(fā)生膠體沉淀,通常是由于反滲透進(jìn)水中含有表面帶負(fù)電荷的膠體顆粒引起的,這個(gè)趨向可用污染指數(shù)來進(jìn)行評(píng)價(jià)。
三、反滲透膜污染時(shí)的處理方法
由于水質(zhì)突然波動(dòng)、運(yùn)行條件控制不當(dāng)、運(yùn)行周期長(zhǎng)等,難免會(huì)造成膜的污染,使一二段壓差增大,產(chǎn)水能力下降。
發(fā)生污堵時(shí)應(yīng)首先打開壓力容器端扳,通過目測(cè)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析判斷污染物種類和污染原因,從而采取相應(yīng)的清洗方法。如果是金屬氧化物或碳酸鈣,就需要用酸洗,酸洗一般用鹽酸或檸檬酸;鹽酸清洗碳酸垢效果較好,檸檬酸清洗鐵的氧化物較好。如果是有機(jī)物或微生物污染,就需要用堿洗,堿洗一般用氫氧化鈉或EDTA鈉鹽,為增強(qiáng)清洗效果,可以添加少量的表面活性劑如月桂酸鈉等。清洗時(shí)應(yīng)調(diào)整好清洗液的濃度、溫度、PH值,并根據(jù)具體污堵情況決定采取靜態(tài)浸泡、動(dòng)態(tài)清洗、分段清洗、循環(huán)清洗等方式。
為保證清洗效果,應(yīng)注意如下幾點(diǎn):控制清洗液的溫度不超過40攝氏度;保證藥品質(zhì)量合格;嚴(yán)格控制藥液濃度;根據(jù)污堵情況決定浸泡時(shí)間。
四、結(jié)論
通過以上分析,結(jié)合工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn),大致介紹了反滲透膜運(yùn)行維護(hù)中的要點(diǎn)以及膜污堵時(shí)的處理方法。通過合理調(diào)整運(yùn)行方式、嚴(yán)格控制加藥量、定期進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù),就可以有效地減少膜的污堵、保證正常的產(chǎn)水量、延長(zhǎng)膜的使用壽命。
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