全面解析反渗透膜污染及解决办法

一、反渗透膜污染原因分析

1、反渗透膜性能损坏，造成膜污染

根据其性能结构，反渗透膜性能损坏有可能有以下几点原因：

（1）新反渗透膜的保养不规范；

（2）保养符合要求，但贮存时间超出1年；

（3）停运状态下，反渗透膜保养不规范；

（4）环境温度在5℃以下；

（5）系统在高压状态下运行；

（6）关机操作不当。

2、微生物污染

微生物包括细菌、藻类、真菌和病毒等。细菌的颗粒小，一般球菌直径为0.5～1.0微米，杆菌宽1微米，长2微米，病毒则更小，目前发现较大的是痘病毒直径约300纳米，较小的是圆环病毒直径为17纳米。

微生物污染对反渗透膜系统至少造成两方面的不良后果：

（1）微生物的大量繁殖和代谢，产生大量的胶体物质，致使膜被堵塞造成膜通量急剧下降；

（2）将造成产水中的细菌总数增加。

反渗透膜的微生物污染对整个装置的长期运行不利，因此要对反渗透膜的微生物污染高度重视。

造成生物污染的原因如下：

（1）进水中含有较高数量的微生物；

（2）系统的停用、保护、冲洗等没有严格按照技术手册要求进行；

 （3）没有对进水进行杀菌或者杀菌剂投加量过小；

 （4）进水水质含有容易滋生微生物的营养物质从而导致微生物大量滋生；

 （5）没有对管路进行定期杀菌和消毒。受到微生物污染的膜表面会十分滑腻并常有刺鼻的气味，对生物膜样品进行焚烧的气味同焚烧头发一样。

3、有机物及矿物油污染

 有机物造成的膜系统故障占全部系统故障的百分之六十。进水中的有机物吸附在膜元件表面，会造成通量的损失，尤其是在首段。在很多情况下，在膜表面形成的吸附层对水中的溶解盐就象另一层分离阻挡层，堵塞膜面通道，导致脱盐率上升，大分子量并且带有疏水性基团的有机物常常会造成这种效应，例如微量的油滴、大分子量难降解的有机物等，会导致膜系统受到有机物污染。

 4、絮凝剂引起的污染

在反渗透系统的预处理过程中，在混凝沉淀处理单元，通过加入一定的高纯聚合铝絮凝剂，使水中的胶体、粒杂质及油类物质得以去除。

 絮凝剂主要分为无机类和有机类，无机类一般为聚铁、聚铝，由于无机类絮凝剂价格便宜而使用较多，为了避免对膜系统的铁离子污染，一般的膜系统中都选用高纯聚铝作为絮凝剂。

有机絮凝剂一般为聚丙烯酞胺、聚丙盐类的较多。在某些膜系统的预处理单元中，无机类和有机类絮凝剂一起配合使用效果较好，但在实际使用中，要根据系统工艺的不同，水质的不同，通过实际筛选决定使用絮凝剂的种类和浓度。

在实际运行中，并不是所有的絮凝剂都会被絮凝成粒，无论是哪一类絮凝剂都会在水中有一定残留。进入后续处理单元后，正常情况下，残留的絮凝剂会随着浓水排掉。如果絮凝剂投加浓度过高，膜系统进水中的残留量过多，会在反渗透膜的表面进行二次絮凝沉淀，引起膜污染，并且因为絮凝剂投加量过高而引起的污染在清洗中一般难以去除，甚至会导致在短时间内造成膜损坏。

 5、结垢引起的污染

结垢是难溶性的盐类在膜表面析出固体沉淀。防止结垢的方法是保证难溶解性盐类不超过饱和界限。在反渗透系统中析出的垢主要是无机成分，以碳酸钙为主。除碳酸盐以外，很多其他的无机盐类同样具有较低的饱和溶解度，如硫酸钙、硫酸钡、硫酸镁及部分氢氧化物等。为了防止膜面结垢，一般在保安过滤器之前要加入适量的膜用阻垢剂。有时也会出现投加的不同药剂发生相互作用导致难溶物质析出，进而污染膜元件的状况。

例如当聚合有机阻垢剂与多价阳离子如铝或残留的聚合阳离子絮凝剂相遇时，可能会发生沉淀反应。

例如铝或铁，所产生的胶状反应物，非常难以从膜面上去除，因此在投加多种药剂时，应该注意这些药剂的成分，根据水质数据、所选择的膜型号，通过试验确认其兼容性，并获得恰当的阻垢剂类型及投加剂量。

6、胶体污染

胶体是具有1纳米（nm）到1微米粒径，像粘土一样很难自然降解的微粒子，在水中通常带负电。污水中的有机胶质类物质、过剩的絮凝剂投加量、污水中的金属离子水解形成的氢氧化物胶体，是导致胶体污染的常见原因。废水中的常见胶体污染物有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化硅胶体等。

7、水质变化频繁而造成膜污染

原水水质同设计时的水质有变化，使预处理负荷加大，由于进水中含无机物、有机物、微生物、粒状物和胶体等杂质增多，因此膜污染机率加大。

8、清洗不及时与清洗方法不正确而造成膜污染

在使用过程中，膜除了性能的正常衰减外，清洗不及时与清洗方法不正确也是导致膜污染严重的一个重要因素。

9、没有正确投加药剂

复合聚酰胺膜在使用中，因为聚酰胺膜耐余氯性差，在使用中没有正确投加氯等消毒剂，加上用户对微生物的预防重视不够，容易导致微生物的污染。

10、膜表面磨损

膜元件被异物堵塞或膜表面受到磨损（如沙粒等），此种情况要用探测法探测系统内元件，找到已经损坏元件，改造预处理，更换膜元件。

二、膜清洗方法

料液经过各种预处理措施，长期使用后膜表面还可能产生沉积和结垢，使膜孔堵塞，产水量下降，因此对污染膜进行定期的清洗是必要的。但反渗透膜系统不能等到污染很严重后再进行清洗，这样将会增加清洗难度，也使清洗步骤增多和清洗时间延长。要正确地把握清洗时机，及时清除污垢。

1、清洗原则

了解当地水质特征，对污染物进行化学分析，通过结果分析，来选择合理的清洗剂和清洗方法，为特定的给水条件下找出方法提供依据。

2、清洗条件

（1）产品水量比正常时下降百分之十。

（2）为保证产品水量，修正温度后的供水压力增加百分之十五。

（3）透过水质电导率（含盐量增加）增加百分之十。

（4）多段RO系统，通过不同段的压降明显增加。

3、清洗方法

（1）先进行系统反冲；

（2）再进行负压清洗；

（3）有必要的情况下进行机械清洗；

（4）再进行化学清洗；

（5）有条件的可以超声清洗；

（6）在线电场清洗是一种很好的方法，但价格昂贵；

由于化学清洗效果比较好，其余方法不容易实现，而各供应商提供的药剂虽名称及使用方法不尽相同，但其原理大致相同。

4、清洗步骤：

（1）清洗单段系统：

A、配置清洗液；

B、低流量输入清洗液；

C、循环；

D、浸泡；

E、高流量水泵循环；

F、冲洗；

G、重启系统。

（2）针对特殊污染物清洗

清洗硫酸盐垢、清洗碳酸盐垢、清洗铁锰污染、清洗有机物污染等。