反滲透膜的清洗技術(shù)研究

反滲透膜的清洗技術(shù)研究

1重要性作用隨著水資源的減少，公眾對水處理的關(guān)注日益增強(qiáng)。其中，反滲透膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，運(yùn)營成本低、占地面積小、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。但是，在反滲透膜分離過程中，污染也隨之產(chǎn)生，導(dǎo)致水處理的產(chǎn)量及脫鹽率明顯下降。反滲透膜污染主要分為化學(xué)污染、有機(jī)物污染、微生物污染等，不同類型的污染問題可以選擇不同的預(yù)處理方式對膜污染加以干預(yù)，但是在長期運(yùn)行中污染無法得有效控制，僅僅是延長了膜清洗的時(shí)間，無法從根本上去除污染。當(dāng)膜污染較為嚴(yán)重時(shí)，就需要進(jìn)行專門清洗，去除膜表面的污染物，恢復(fù)反滲透膜的性能?；诖?，本文將對滲透膜污染的主要類型進(jìn)行分析，提出有效的污染處理技術(shù)。2抗?jié)B透膜污染類型2.1金屬離子檢測反滲透膜處理技術(shù)就是對原水進(jìn)行濃縮，隨之提升離子濃度，使得無機(jī)鹽達(dá)到飽和狀態(tài)而出現(xiàn)結(jié)晶，附著于滲透膜表面。一般，這些無機(jī)鹽垢屬于溶解度非常小的難溶鹽或者微融鹽，例如硫酸鈣、碳酸鈣、氟化鈣等。在反滲透膜處理系統(tǒng)中，一般都是通過添加阻垢劑或者控制系統(tǒng)的回收率來保持這些元素的離子狀態(tài)。但是在實(shí)際操作中，仍然會(huì)由于操作不當(dāng)或者水質(zhì)不穩(wěn)定而發(fā)生離子結(jié)晶污染。2.2反滲透系統(tǒng)的研究反滲透膜處理時(shí)可以有效去除污水中的固體顆粒，從而有效控制水淤泥密度指數(shù)維持在較低水平，但是過程中仍然會(huì)有少量的小顆粒透過滲透膜進(jìn)入到反滲透系統(tǒng)。另外，鋁、鐵等金屬離子以及硅酸鹽可以透過滲透膜，并且在通過反滲透膜的過程中形成膠體顆粒，從而堵塞反滲透膜。2.3反滲透膜的固液分離反滲透膜對于小分子有機(jī)物的過濾效果較差，對有機(jī)物處理效果較好的活性炭或者高級氧化手段成本卻非常高昂，預(yù)處理中無法實(shí)現(xiàn)。為此，有機(jī)物會(huì)附著于反滲透膜上。作為常用的高分子絮凝劑，聚丙烯酰胺能夠通過吸附架橋作用促進(jìn)固體顆粒凝聚成大尺寸的絮體，提升過濾系統(tǒng)中的固液分離效果。但若是添加的量過多，很容導(dǎo)致滲透膜污染。2.4微生物的生長微生物的繁衍能力非常強(qiáng)，在膜分離過程中成為嚴(yán)峻的問題。雖然只有少量的微生物能夠透過反滲透膜，但是只要生長環(huán)境適宜，微生物就可以借助原水中能夠降解的有機(jī)物，在反滲透系統(tǒng)中進(jìn)行高速繁殖，從而在反滲透膜表面形成生物膜。3主要清洗處理產(chǎn)水量和段間壓差，反滲透膜污染會(huì)在很大程度上降低產(chǎn)水量以及脫鹽率，無法達(dá)到水使用的效率，為此，需要結(jié)合產(chǎn)水量及段間壓差和脫鹽率情況進(jìn)行定期清洗。反滲透膜的清洗技術(shù)主要分為物理清洗及化學(xué)清洗兩種。3.1物理清洗技術(shù)3.1.1正沖洗法：反滲透膜表面的固結(jié)物理清洗技術(shù)中最為常見的是正沖洗，該方法就是用大量的清水對反滲透膜進(jìn)行沖洗，在低壓狀態(tài)下通過連續(xù)或者脈沖模式反復(fù)沖刷，從而緩解濃度極差問題，使得反滲透膜表面的附著物隨著水流被帶走。正沖洗方法操作簡單，對于反滲透膜的皮層造成較小的損傷，能夠在一定程度上恢復(fù)反滲透膜的能量及分離效果，為此該方法在反滲透膜系統(tǒng)停機(jī)時(shí)需要定期開展。正沖洗技術(shù)需要注意對水流的控制不能超過最大滲透膜所能承受的最大流水量，避免滲透膜在高速水的沖洗下出現(xiàn)聚氨酯皮層脫落的問題，對反滲透膜的分離性能造成影響。3.1.2逆向沖洗水壓法所謂逆向沖洗技術(shù)就是將沖洗水從反滲透膜濃水端流入到進(jìn)水端，該方式與正沖洗相比，清洗效果更好。雖然過濾水之前的預(yù)處理能夠有效的控制膜污染情況，但是，仍然會(huì)有小尺寸的污染物進(jìn)入到反滲透膜，并且在進(jìn)水格網(wǎng)的周圍不斷堆積。這些堆積的污染物很難通過正沖洗而排出元件，但是逆向沖洗所得到的效果卻非常好。逆向沖洗技術(shù)就是從產(chǎn)水側(cè)透過反滲透膜，隨之分離堆積的污染物。該技術(shù)與超濾膜的反洗過程相似，但是反洗水量及壓力都更小，清洗過程要更加柔和，從而避免反滲透膜皮層的損壞。逆向清洗時(shí)可以在產(chǎn)水側(cè)施加較低壓力，從而產(chǎn)生了水的逆向流程。但是這種清洗技術(shù)在清洗過程中容易出現(xiàn)脫落情況，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少。3.2化學(xué)清洗技術(shù)化學(xué)清洗就是就是在污染物中加入特定化學(xué)藥劑，對反滲透膜進(jìn)行浸泡及清洗，從而有效去除反滲透膜表面的污染物。3.2.1循環(huán)滲透與清洗化學(xué)清洗方式分為原位清洗與離線清洗兩種形式。其中，原位清洗就是借助反滲透處理系統(tǒng)中的清洗水泵、管路及清洗水箱，對滲透膜元件進(jìn)行循環(huán)滲透與清洗。原位清洗方式無需拆除元件，維護(hù)量較小，清洗與生產(chǎn)模式能夠快速切換。但是，原位清洗方式往往效果不佳，很多位置元件無法得到有效清洗。而離線清洗就是將反滲透膜元件取出，安裝在專門的清洗設(shè)備上，該方式清洗效果更好。對于污染程度不同，污染物也不同的反滲透膜進(jìn)行分別清洗，采取不同的化學(xué)試劑，以實(shí)現(xiàn)最大程度的清洗，以此延長反滲透膜的使用壽命及效果。3.2.2清洗金屬污染物化學(xué)清洗主要就是應(yīng)用化學(xué)試劑對污染物加以清洗，化學(xué)清洗劑主要包括堿性清洗劑、生物酶清洗劑及酸性清洗劑，不同污染物所使用的的清洗劑不同。酸性清洗劑分為有機(jī)酸與無機(jī)酸兩種，鹽酸、硝酸屬于無機(jī)酸，對于有機(jī)鹽、金屬氧化物的清洗效果較強(qiáng)。檸檬酸、草酸等有機(jī)酸則對于無機(jī)鹽形成的有機(jī)金屬污染物的處理效果較好，使其脫離反滲透膜表面而進(jìn)入到本體液中。其中，檸檬酸不僅能夠發(fā)生酸效應(yīng)，還可以與反滲透膜表面的有機(jī)污染物形成絡(luò)合反應(yīng)。為此可見，有機(jī)酸相對于無機(jī)酸對反滲透膜所產(chǎn)生的損壞更小。堿性藥劑主要借助氫氧化鈉，對清洗劑的PH值調(diào)高，能夠有效處理蛋白質(zhì)、油脂及多糖污染物。堿性清洗劑主要是氫氧化鈉與絡(luò)合劑和表面活性劑形成復(fù)合配方，該化學(xué)藥劑對生物膜、有機(jī)物、硫酸鹽垢的清洗效果較好。含酶的清洗劑則利用生物酶較強(qiáng)的催化作用，有效分解多糖、脂類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)分解為水溶性小分子有機(jī)物，該方式對微生物膜的清洗效果非常好。3.3反滲透膜清洗方法的選擇反滲透膜的有效清洗是能夠恢復(fù)反滲透膜效果的重要手段，但是無效清洗或者頻繁的清洗反而會(huì)加速反滲透膜的脫鹽性能，嚴(yán)重縮短反滲透膜的應(yīng)用效果。為此，在清洗之前需要對反滲透膜的污染情況進(jìn)行全面分析，包括水污染預(yù)處理參數(shù)、水質(zhì)波動(dòng)情況、污染類型、污染發(fā)生位置等進(jìn)行全面分析，從而根據(jù)這些信息來判斷污染物的類型，從而針對性的選擇清洗方法。當(dāng)反滲透系統(tǒng)膜發(fā)生非常嚴(yán)重的污染時(shí)，開展化學(xué)清洗時(shí)，還需要對清洗水質(zhì)、清洗效果等內(nèi)容進(jìn)行全面分析，在保證反滲透膜有效清洗的基礎(chǔ)上，避免反滲透膜的二次污染。4反滲透膜的清洗處理在污水處理過程中反滲透膜技術(shù)的應(yīng)用過程中，反滲透膜的污染問題無法有效避免，容易影響產(chǎn)水量及水質(zhì)效果，威脅反滲透膜處理效果。反滲透膜的