复合膜反渗透装置微生物的污染及防治_程艳辉

收稿日期:2008-04-12作者简介:程艳辉(1971-),女,河北迁安人,化工工程师,长期从事脱盐水站的运行与管理工作。联系电话:0315-6698217复合膜反渗透装置微生物的污染及防治程艳辉(河北迁安化肥股份有限公司,河北迁安064412)摘要:反渗透膜分离以其优异的特点已成为最受欢迎的分离技术之一。在反渗透膜分离技术的实际应用过程中,膜污染问题是影响反渗透膜分离技术可靠性的决定性因素。本文概述了复合膜反渗透装置中微生物污染的机理、预防措施及其清洗方法。关键词:复合膜;反渗透装置;微生物污染;预防措施;清洗方法中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1003-6490(2008)02-0057-040引言反渗透(RO)装置可以去除水中的无机盐、有机物、胶体、微生物等各种杂质,而且具有节能、无环境污染、易于自动控制等优点,在发电厂、化工厂的锅炉补给水,以及近几年来蓬勃发展的饮用纯净水等行业得到广泛应用。但RO膜的污染是困扰其使用的主要问题之一。本文将重点探讨复合膜反渗透装置微生物的污染及防治。1反渗透装置微生物污染产生的原因及危害1.1产生的原因1.1.1原水中含有微生物几乎所有的原水均含有微生物。地面水特别是河道、湖泊、水库水或由它们制成的自来水,由于溶解氧含量高,水中微生物种类多,繁殖快,更容易导致RO膜被微生物污染。这些微生物包括细菌(主要为粘泥细菌即粘泥异养菌,还有铁细菌等等),真菌(主要为霉菌,即丝状菌),藻类(主要为蓝藻、绿藻、硅藻等)。1.1.2反渗透系统具有微生物生活的适宜条件(1)丰富的营养条件营养物质是微生物生存的基本条件。系统随着运行时间的延长,在膜表面逐渐累积的无机和有机的污染物就变成微生物繁殖的营养源,为微生物提供了丰富的营养。(2)优越的环境条件微生物的生长,除了营养条件外,还必须有适宜的环境条件。潮湿阴暗的反渗透系统内部,是微生物的生长的理想环境。①适宜温度大多数微生物生长的温度在5～50℃,最易生长的温度为25～37℃。反渗透系统控制的温度一般为18～25℃左右,基本上在其最适宜温度范围。②合适的pH值第34卷第2期2008年6月化工设计通讯ChemicalEngineeringDesignCommunicationsVol.34No.2Jun.2008大多数微生物对pH值由一定的适应范围,而聚酰胺复合膜的运行PH值一般控制在6.5～7.0之间,正处于适宜微生物生存的范围内。(3)反渗透装置本身特点反渗透系统有较大的膜表面积,增加了黏附细菌的可能性;反渗透膜中的水受到垂直的动力,会将细菌迁移至截流表面;预处理也是生物污染源,阻垢剂或絮凝剂的选择不恰当或者过量,会成为微生物的营养物质。上述条件说明,反渗透系统这样一个特殊的生态环境是微生物生长的温床,微生物在这样优越的环境中生长,必然会导致反渗透系统中微生物危害的发生。2生物污染状况的分析与判断2.1反渗透膜生物污染的简易鉴别在膜元件中产生的微生物粘泥就像一层生物薄膜,触摸时会感觉到十分滑腻,并常伴有难闻的气味,检验是否为沉积微生物的一个简便快捷的方法是现场从表面上刮取一小部分样品,放在火焰上燃烧,其气味与毛发燃挠的气味十分接近。粘泥的稠度、气味及目测的结果都能证明膜是否受到了微生物污染。实际系统操作过程中,定期仔细地检查保安滤器滤芯以及进水和浓水管内表面,也是有效的做法,当出现粘泥和异味时就表明有微生物污染。微生物污染有如下标志和症状:膜通量下降;进水压力和系统压差逐渐增大;脱盐率逐渐下降。在实际运行操作中,当发现下列操作参数发生以下变化时,往往表示膜元件已经发生了微生物污染,尤其是在系统的前端:(1)当以相同的进水压力及回收率操作时,产水流量降低;(2)当以相同进水压力运行时,如果生物污堵滋生出大量的生物物质时,系统的回收率降低;(3)如果在相同回收率下,需要保证产水量不变,就必须提高进水压力,当长期这样操作时,提高进水压力会产生恶性循环,因其加快污堵速率,使得今后的清洗更加困难;(4)当产生大片细菌污染,或同时伴有淤泥污堵时,系统压差就会显著增加,压力容器两端的压差可作为出现污堵的敏感性指标,因此在系统内每一段间安装压力监测装置并定期校准十分必要;(5)刚开始时,透盐率正常甚至较低,当大量污垢出现时,透盐率就会迅速增加;(6)当进水、浓水或产水水样中含大量微生物时,表示已产生或存在生物污染。3控制反渗透系统微生物污染的方法3.1优化反渗透装置的结构设计,减少微生物的孳生地带(1)尽量减少管路设计中的死水段死水段管路的长度需要控制在其直径的4倍以内,否则管路内液体的流动不足以扰动死水段内的液体,从而形成流动盲点;在设计系统连接管道时,尽量减少在停机时造成部分管道局部积水状态的高———低—高形式的设计和连接;在适当的管道低点设置排