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反滲透膜原件的污染情況分析

反滲透膜原件的污染

在系統正常運行一段時間后，反滲透膜元件會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*常見的是碳酸鈣沉淀、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀、金屬（鐵、錳、銅、鎳、鋁等）氧化物沉淀、硅沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM 天然有機物質、合成有機物（如：阻垢劑/分散劑，陽離子聚合電解質）、微生物（藻類、霉菌、真菌）等。

污染性質和污染速度取決于各種因素，如給水水質和系統回收率。通常污染是漸進發展的，如不盡早控制，污染將會在相對較短的時間內損壞膜元件。當膜元件確證已被污染，或是在長期停機之前，或是作為定期日常維護，建議對膜元件進行清洗。

當反滲透膜系統（或裝置）出現以下問題時，需要進行化學清洗或物理沖洗：

      在正常的給水壓力條件下，溫度矯正后產水量較正常值下降10-15%；

      為維持正常的產水量，經溫度矯正后的給水壓力增加了10-15%；

      產水水質降低了10-15%，透鹽率增加了10-15%；

      給水壓力增加了10-15%；

      系統各段之間壓差明顯增加（可能沒有儀表監測該參數）。

保持穩定的運行參數主要是指產水流量、產水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運行參數起伏不定，建議檢查是否有污染發生，或者在關鍵運行參數有變化的前提下 , 反滲透的實際運行是否正常。
定時監測系統整體性能是確認膜元件是否已發生污染的基本方法。污染對膜元件的影響是漸進的，并且影響的程度取決于污染的性質。
已受污染的反滲透膜的清洗周期根據現場實際情況而定。正常的清洗周期是每3-12個月一次。
當膜元件僅僅是發生了輕度污染時，重要的是清洗膜元件。重度污染會因阻礙化學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現場污染情況而進行。對于幾種污染同時存在的復雜情況，清洗方法是采用低PH和高PH的清洗液交替清洗（應先低PH后高PH值清洗）。

污染情況分析

1、碳酸鈣垢：

      碳酸鈣垢是一種礦物結垢。當阻垢劑/分散劑添加系統出現故障時，或是加酸pH調節系統出故障而引起給水pH增高時，碳酸鈣垢有可能沉積出來。盡早地檢測碳酸鈣垢，對于防止膜層表面沉積的晶體損傷膜元件是極為必要的。早期檢測出的碳酸鈣垢可由降低給水的pH值至3~5，運行1~2小時的方法去除。對于沉積時間長的碳酸鈣垢，可用低pH值的檸檬酸溶液清洗去除。

2、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垢，且不易去除。硫酸鹽垢可在阻垢劑/分散劑添加系統出現故障或加硫酸調節pH時沉積出來。盡早地檢測硫酸鹽垢對于防止膜層表面沉積的晶體損傷膜元件是極為必要的。硫酸鋇和硫酸鍶垢較難去除，因為它們幾乎在所有的清洗溶液中難以溶解，所以，應加以特別的注意以防止此類結垢的生成。

3、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。這種垢的形成導因可能是裝置管路、容器（罐/槽）的腐蝕產物，或是空氣中氧化的金屬離子、氯、臭氧、鉀、高錳酸鹽，或是由在預處理過濾系統中使用鐵或鋁助凝劑所致。

4、聚合硅垢：

      硅凝膠層垢由溶解性硅的過飽和態及聚合物所致，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物締合而造成的。硅垢的去除很艱難，可采用傳統的化學清洗方法。現有的化學清洗藥劑，如氟化氫銨，已在一些項目上得到了成功的使用，但使用時須考慮此方法的操作危害和對設備的損壞，加以防護措施。

5、膠體污染：

      膠體是懸浮在水中的無機物或是有機與無機混合物的顆粒，它不會由于自身重力而沉淀。膠體物通常含有以下一個或多個主要組份，如：鐵、鋁、硅、硫或有機物。

6、非溶性的天然有機物污染（NOM）：

      非溶性天然有機物污染（NOM——Natural Organic Matter）通常是由地表水或深井水中的營養物的分解而導致的。有機污染的化學機理很復雜，主要的有機組份或是腐植酸，或是灰黃霉酸。非溶性NOM被吸附到膜表面可造成RO膜元件的快速污染，一旦吸收作用產生，漸漸地結成凝膠或塊狀的污染過程就會開始。

7、微生物沉積：

      有機沉積物是由細菌粘泥、真菌、霉菌等生成的，這種污染物較難去除，尤其是在給水通路被完全堵塞的情況下。給水通路堵塞會使清潔的進水難以充分均勻的進入膜元件內。為抑制這種沉積物的進一步生長，重要的是不僅要清潔和維護RO系統，同時還要清潔預處理、管道及端頭等。