反滲透膜的污染原因及處理方法

陳 華，李 飛，呂 冰

（沈陽化工股份有限公司，遼寧 沈陽 110026）

隨著膜技術在水處理領域的廣泛應用，反滲透膜在運行中的污染問題也越來越受重視，沈陽化工公司應用美國陶氏公司生產的BW30-400反滲透膜制備聚氯乙烯生產用脫離子水，結合配用高效阻垢劑FLOCON135。

1 水質預處理

合適的進水預處理對反滲透裝置長期安全運行十分重要的。通過滿足反滲透進水水質要求的預處理，可以確保脫離子水流量穩定，并使脫鹽率較長時間地維持在某一值上，產品水回收率可以不變，運行費用做到最低，膜使用壽命較長等。

該公司以工業水作為膜系統的進水水源，其水質全分析如表1所示。

該公司所用的BW30-400復合膜進水水質的指標如表2所示。

為了使進水水質達到表2的要求，現預處理工藝如圖1所示。

通過上述預處理后，進水水質分析結果如表3所示。基本能夠滿足反滲透的進水質量要求。

表1 進水水質分析結果

表2 BW30-400復合膜進水水質指標

表3 預處理后進水水質分析結果

2 反滲透膜的污染原因及處理辦法

反滲透的污堵一般不是發生在反滲透膜的末端，而是發生在反滲透的第一階段。經分析膜面的污堵物，發現除了結垢物外，還有膠體、微生物、顆粒物質等。造成第一段壓差大的主要原因是膠體及微生物在膜表面的沉積。

2.1 顆粒污染

在預處理過程中，設備有泄漏，特別是5μ保安過濾器密封不好，細小的砂粒和活性炭粉末及水中的懸浮晶體顆粒漏入反滲透系統中。并且系統中溶解狀態的鐵離子隨著pH值升高會形成不溶解狀態鐵的氧化物顆粒。

處理方法：（1）檢查保安過濾器，將已經被顆粒污染的膜抽出來，更換到系統末端，改變其進水方向，并大流量低壓沖洗；（2）對于鐵的污染，定期采用清洗劑清洗。

2.2 膠體污染

在反滲透制水過程中膠體微粒隨水的流動方向有一附著力，將膠體拉到膜表面而吸附其上，成為污堵物。無論采用何種水作為原水，都有膠體存在，只是狀態和量不同，膠體污染是反滲透裝置最普遍的污染。

處理方法：（1）使用陰離子型高效阻垢劑；（2）在運行過程中，要定期進行低壓沖洗，尤其是在停機時一定要進行低壓沖洗。

2.3 微生物污染

微生物污染是微生物在膜表面滋生而形成一個具有自我支持的生物黏膜層。這層粘膜會黏附水中的膠體懸浮物，這些膠體懸浮物又為微生物的滋生提供了營養源，一旦這種情況發生，即使提高膜面湍流速度，也不能有效清洗膜表面的污堵。而這層微生物形成的黏膜有多層結構，一旦發生微生物污染，徹底清洗很困難。

處理方法：定期用一定濃度的堿溶液重復清洗，逐層剝離的方式，并適當提高堿溶液的清洗濃度及溫度。

2.4 化學污染

化學污染一般是無機鹽垢。由于水質發生變化而沒有調整阻垢分散劑的投加量或過分提高回收率，使濃水中鹽分結晶析出，沉淀附著在膜表面上。由于有部分膜污堵，也造成膜層水流通道不暢，引起部分鹽分濃度偏高。

處理方法為：（1）投加高性能的阻垢分散劑；（2）使用阻垢劑的，調整加藥量；（3）采用膜適用的清洗劑進行清洗。

2.5 使用阻垢劑

各種污染是相互影響的，只要有一種污染出現，就會引發其他污染和故障。因此，防垢非常重要。

在反滲透中，阻垢劑對防止難溶鹽析出十分有效。它通過延緩鹽晶體成長來推遲沉淀的過程，促使晶體不會形成一定體積和足夠濃度而沉降下來。該廠主要選擇FLOCON135阻垢劑來防止膜污染的發生。

FLOCON135阻垢劑是一種含有膦基多元羧酸聚合物的水溶液，屬陰離子型的高效復合型分散劑，是具有防止膠體結垢及化學結垢的全方位性能的阻垢劑，對膜有極強的保護作用。通過有效增加溶解性無機鹽溶液濃度積來防止無機垢的產生。通過對溶解水中的鐵的保持作用和不溶解的鐵的分解作用，防止膜的鐵垢的形成。

使用FLOCON135阻垢劑時應注意，FLOCON135阻垢劑在正常使用條件下不受氯或其他氧化性殺菌劑作用的影響，而且具有水穩定性，不形成不溶的鈉鹽或鉀鹽。由于它pH值較低，能有效抑制細菌滋生。如果稀釋倍數大或稀釋液使用時間太長，藥箱中出現少量發黏的絮狀物質粘附在保安過濾器5 μ濾芯表面，影響膜的阻垢效果及濾芯使用壽命。為此，要更換計量泵，采用小流量的計量泵以降低稀釋倍數，并增加藥箱清洗頻率。