反渗透膜的污染及清洗_张青松

广东化工2008年第8期·100·www.gdchem.com第35卷总第184期反渗透膜的污染及清洗张青松1，文明通2，刘华1(1．广东南方制碱有限公司，广东广州510760；2．广东省化学工业公共实验室广东省石油化工研究院，广东广州510665)[摘要]文章论述了反渗透膜在水处理中常见的污染现象以及反渗透膜元件污染的判断处理。根据污染的类型、程度、膜材料的性能选择清洗剂，设计出合理的清洗方案，快速恢复反渗透膜的膜通量。[关键词]反渗透膜；污染；清洗PollutionandCleaningofReverseOsmosisMembraneZhangQingsong1,WenMingtong2,LiuHua1(1.GuangdongNanfangSodaCo.,Ltd.,Guangzhou510760；2.GuangdongPublicLaboratoryofChemicalEngineering,GuangdongResearchInstituteofPetrochemicalIndustry,Guangzhou510665,China)Abstract:ThepaperintroducedthephenomenaofROmembranefoulinginwatertreatmentandthedeterminationofROmembraneunitsfouling.Thechoosingofthemostappropriatecleanerforpropertiesofmembranesandtheirfoulantsandthecleaningprocessandfastfluxlevelrecoverywerealsobothexplained.Keywords:ROmembrane；pollution；cleaning膜分离技术是当前人类解决所面临的能源、资源、环境等重大问题的一项崭新的高科技工程技术。反渗透膜分离是一种新型的膜分离技术，它通过压力差脱除溶液中的盐类及低分子物，如无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等。反渗透膜分离法具有：相态不变、效率高、操作方便、能量消耗少等优点[1-2]，目前已在海水、苦咸水的脱盐，食品、医药行业的分离浓缩，锅炉水的软化，超纯水的制造，城市污水处理，化工废液中有效物质的回收，以及对微生物、细菌和病毒进行分离等领域中得到了应用。反渗透膜在运行过程中，料液中的微粒，胶体粒子等与膜间存在物理、化学或机械作用，从而引起各种固体或溶质成分在膜孔内吸附、沉积，造成膜孔径变小或堵塞，致使膜通量变小与分离性能恶化的暂时性不可逆变化。根据Darcy标准定律：在膜过滤中，膜通量与净跨膜压差成正比，与总阻力成反比。污染物作为额外的滤层，既增加了操作压力，又降低了分离性能。因此，及时发现并清除膜上的污垢对恢复膜组件的分离性能和延长膜的使用寿命显得极其重要。1反渗透膜在水处理中常见的污染物[1-3]反渗透膜运行后，膜元件会受到水中存在的悬浮物质或难溶物质的污染。污染物的性质及污染速度与给水条件有关，常见的污染物有：1.1碳酸盐垢在反渗透系统的进水中，不管是地表水还是地下水，都溶解有碳酸盐和不饱和碳酸盐，随着水中二氧化碳通过反渗透膜进入反渗透产水。反渗透浓水侧的碳酸盐浓度升高，当阻垢分散剂投加不当，或是进水pH控制不当导致给水pH增高时，就容易产生碳酸盐垢沉积。化工环保化工环保[收稿日期]2008-04-01[作者简介]张青松(1969-)，男，湖北人，本科，工程师，主要从事生产和设备技术管理工作。2008年第8期广东化工第35卷总第184期www.gdchem.com·101·1.2硫酸盐垢在反渗透系统的进水中，如果硫酸根的含量较高，很容易产生CaSO4垢的沉积，硫酸盐垢比碳酸盐垢难去除。如果有硫酸盐垢的可能性，应及时调整运行参数，降低回收率或调整阻垢剂的加入量和品种，降低浓水侧硫酸盐的浓度或者提高硫酸盐的溶度积，防止此类结垢的生成。1.3磷酸盐垢在含磷(膦)的阻垢剂和市政废水中较为常见。1.4聚合硅垢聚合硅垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致，这种硅的污染不同于硅胶体物的污染，硅胶体物污染是由与金属氧化物缔合或是与有机物缔合而造成的。硅垢的发生大多数为水中存在铝或铁，浓水中最大允许的SiO2浓度数取决于SiO2的溶解度。1.5金属氧化物/氢氧化物典型的金属氧化物/氢氧化物污染为铁、锰、锌、铜等。水中含有Fe2+、Al3+、Mn2+时容易在膜表面产生胶体颗粒沉积。由于铁氧化发生的pH要低，使得铁沉积出现的频率比锰沉积高得多。引起膜表面上沉积Fe2+、Fe3+污染物形成的原因可能有：(1)氧气进入到含Fe2+的进水中；(2)水的碱度高，形成FeCO3；(3)铁与硅反应形成难溶性的硅酸铁；(4)水中铁细菌加剧生