防止活性炭污染反渗透膜的方法研究

防止活性炭污染反渗透膜的方法研究何少华,谢水波,娄金生,黄仕元(南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳421001)[摘要]针对南方某市的水源水质,选用了反渗透系统对自来水进行深度处理。在运行过程中发现反渗透膜容易受到活性炭的污染。试验研究结果表明:活性炭过滤器中活性炭的泄漏,使活性炭在5μm过滤器中大量积累后穿透,是造成活性炭污染反渗透膜的主要原因。总结了5μm过滤器的水头损失增长规律,提出了防止活性炭污染反渗透膜的方法。[关键词]活性炭;污染;反渗透膜[中图分类号]TU991.31[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2003)08-0061-02针对南方某市水源水质的现状,选用反渗透组合工艺对自来水进行深度处理,生产优质饮用水,系统产水量为1m3/h,在运行过程中发现反渗透膜容易受到活性炭的污染,为此提出防止活性炭污染反渗透膜的方法。1组合工艺反渗透组合工艺如图1所示。图1反渗透组合工艺2活性炭污染的原因系统采用的活性炭过滤器由美国Autotral公司生产的自动过滤控制头与过滤罐所组成,自动过滤控制头能根据设定自动控制过滤时间、反冲洗时间、反冲洗时间间隔等。过滤流量额定值为2m3/h,反冲洗流量额定值为0.65m3/h。反冲洗完成后活性炭过滤器过滤初期的出水悬浮物质量浓度随过滤时间的变化如图2所示。图2出水悬浮物质量浓度随时间的变化经分析和观察活性炭过滤器过滤初期出水中的悬浮物的性质,发现绝大部分为活性炭粉末。从图2可知,活性炭过滤器在反冲洗后,过滤初期出水中存在悬浮物泄漏,泄漏时间为35min左右,泄漏规律:开始时,随时间的增加泄漏强度增大,达到最大值后,随时间的增加泄漏强度减小。造成泄漏的原因如下:(1)活性炭吸附水中余氯及其他氧化物质后,由于氯的强氧化性及其他物质的氧化性,活性炭的表面会出现粉化现象;(2)反冲洗使滤层松动,使活性炭表面的粉末剥离下来;(3)与常规水厂的滤池运行方式不同,活性炭过滤器的反冲洗流量小于过滤流量,故从反冲洗状态转为过滤状态时出现活性炭的泄漏。由于活性炭过滤器的初期泄漏,使得反渗透膜受到活性炭污染的危险性大大增加。同时,在活性炭过滤器的正常运行过程中,也必然存在活性炭的泄漏,这些都使得反渗透膜有可能受到活性炭的污染。通过观察和分析反渗透前的二级5μm过滤器所截留的物质发现:(1)滤芯从使用前的白色变成使用后的黑色;(2)滤芯上截留的物质绝大部分为活性炭,;(3)剖开使用后的5μm滤芯发现其内部也截留了大量的活性炭;(4)5μm过滤器中有颗粒状的活性炭,粒径在0.2～0.4mm左右。3防止活性炭污染反渗透膜的方法3.1降低活性炭过滤器的泄漏改进方法如图3所示,在原过滤器中的活性炭吸附层的下部增加一层粒径为0.3～0.4mm,厚度为0.25m的石英砂滤料。改进前后,活性炭过滤器的过滤初期泄漏比较—16—2003年8月第23卷第8期工业水处理IndustrialWaterTreatmentAug.,2003Vol.23No.8