探究中水回用时应用反渗透膜时产生的污染及化学清洗

http://www.water.hc360.com2020年06月11日08:54 来源:建筑实践作者:陈志文T|T

    慧聪水工业网 摘要:受到我国环境保护及可持续发展生态理念深入推广的影响,我国从本身水资源短缺的实际的情况出发,逐步推广中水的应用,并且在这一过程中,反渗透膜技术成为了常用的水处理技术之一。但是不可忽视的一点就是在实际使用过程中,由于受到预处理工艺无法有效运行的影响,导致在膜系统进水中出现了有机物、微生物等物质,并进而带来反渗透膜的污染问题。在这种情况下,就需要开展相应的化学清洗方式,以此来保障反渗透膜的使用寿命。本文就反渗透膜的污染类型及化学清洗方式进行了相应的分析,以便为今后的反渗透膜清洗提供相应参考。

    关键词:中水回用;反渗透膜;污染类型;清洗措施

    1、中水回用中反渗透膜应用的污染类型

    1.1有机物污染

    在处理膜系统进水内部的有机物质,超滤膜最多只可以将有机物质中的大分子团有机物质及部分直径超过超滤膜孔洞直径的非溶解性有机物质做出相应的截留。如若在水中有机物质浓度较高的情况下,就会极大的提高有机物堵塞超滤膜孔洞问题的发生几率。而那些具有溶解性的有机物质则会在穿过超滤膜之后,进入到发渗透膜内部,就会对反渗透膜造成相应的影响,具体的影响就是因为有机物质在反渗透膜表面得以吸附,并在反渗透膜的表面形成所谓的薄膜层。因为有薄膜层的存在,会使得反渗透膜的脱盐率及产水量大幅度下降。膜系统进水中的有物质浓度主要和生化处理工作的效果有一定的关系,最主要的是和出水COD(化学需氧量)数值有关,具体而言,生化处理系统的出水COD数值和膜系统进水有机物质浓度之间呈现一种正比例关系。为了确保反渗透膜系统的长时间稳定使用,出水COD数值必须要控制在10mg/L之下。

    1.2微生物污染

    在反渗透膜系统中比较常见的污染问题之一就是微生物污染问题,反渗透膜各个组建内部的环境比较阴暗潮湿,反渗透膜内部的环境十分适合微生物的生长以及繁殖,在水中微生物含量较高的情况下,就会大大增加微生物污染发生的概率。在原水的预处理中,在使用深度生化处理方式的情况下,就会带来出水中的生物活性水平相对较高,在这种情况下,如若反渗透进水系统中的杀生剂的数量投入不够,就会带来微生物的生长,最终导致膜压差的逐渐上升,从而影响到整个反渗透膜系统的安全稳定运行。

    为了有效的防止反渗透膜微生物污染问题的出现,经常性使用的方式包括如下的两种:第一,连续性的杀菌方式。在原水经过处理之前,向其中投入合适数量的次氯酸钠,借此来控制中水内部余氯含量,从而将膜系统内部微生物繁殖做出一定程度的抑制,但这种方式在使用的过程中,为了防止出现反渗透膜的氧化形象,反渗透膜的进水需要做出相应的脱氯操作。第二,冲击性质的杀菌方式。就是在正常的中水处理过程中向膜系统的进水过程中投放适量的杀菌剂,借助杀菌剂的冲击性将反渗透膜内产生的微生物杀死,并通过浓水将之带出系统。除此之外,臭氧及紫外线照射都可以用作微生物的灭杀中,目前用作微生物处理的主要方式就是非氧化杀菌剂。

    1.3化学结垢

    化学结垢问题的产生就是因为中水内部某些物质和反渗透膜的表面发生了对应的化学反应,出现的沉积、沉淀及反渗透膜的非常规性质的老化问题,这一问题的出现就会导致反渗透膜的性能逐步降低。在中水内存在诸如钙离子、镁离子等离子的情况下,再加之反渗透膜系统中的原水浓缩倍数及PH数值有所提升,就会导致中水内部分溶解性较差的物质在反渗透膜的表面逐步沉积,最终形成一个硬垢层,这些化学结垢的形成,就会导致整体反渗透膜的压力逐步升高,产水量逐步下降,甚至于出现反渗透膜的表面损伤为题,直接影响到发渗透膜的脱盐率,解决这一问题的主要方式包括加酸、阻垢剂的添加等。

    1.4颗粒及胶体污染

    反渗透膜的颗粒及胶体污染中的颗粒及胶体来源主要可以分为如下的几个方面:第一,膜系统进水的细菌、黏土、大分子团有机物质及胶体硅。第二,不具有溶解性金属铁的腐蚀化产物。第三,在预处理水过程中使用的诸如铝盐一类的混凝剂在过滤处理中部分物质没有得到及时有效的处理。第四,中水处理中添加到带有正电荷的凝聚剂和带有负电荷的阻垢剂产生的沉淀颗粒。

    在正常情况下,在中水的预处理环节中,就可以有效的将水中的颗粒及胶体含量控制在一定程度之下,在反渗透膜的安全正常运行过程中,这一类型的污染对于反渗透膜的影响较低,但是在长时间的使用过程中,因为反冲洗工作不全面等原因都会带来相应的颗粒及胶体污染问题,这一问题虽然短期内不会对反渗透膜造成巨大影响,但是在长时间的使用之后,会直接影响到反渗透膜内部元件的运行性能。

    2、中水回用中反渗透膜化学清洗分析

    2.1化学清洗步骤分析

    开展反渗透膜化学清洗工作的具体步骤如下。

    第一,水冲洗。在正式开展化学清洗操作之前,需要反渗透产水开展初步的水冲洗工作,主要目标就是将反渗透膜表面的污染物做出相应的冲洗。在化学清洗之后还需要再次进行水冲洗工作,主要是将之前化学清洗的遗留下的废液进行冲洗。

    第二,酸洗。水冲洗完成之后,在酸洗工作开展的时候需要在清洗水箱内部注入水分,并在缓慢加热的情况下,将清洗泵启动,并以较慢的速度加入盐酸,并将PH数值控制在2到3之间,先后清洗一、二段,动态循环40分钟之后,在浸泡40分钟。在PH数值的不升高的情况下,开展水冲洗工作,在出水的PH数值达到6到7之间的情况下,水冲洗工作正式结束,可以准备开展碱洗工作。

    第三,碱洗。在碱洗工作开展的时候需要在清洗水箱内部注入水分,并在缓慢加热的情况下,将清洗泵启动,并以较慢的速度加入清洗剂,并将PH数值控制在10到11之间,先后清洗一、二段,动态循环40分钟之后,再次浸泡50分钟。在出水的PH数值达到6到7之间的情况下,水冲洗工作结束,在这一次碱洗工作结束之后,需要在开展一次酸洗工作,过程和第二步一样。

    第四,水冲洗工作。在化学清洗工作结束之后,需要使用反渗透膜产水针对清洗水箱、管道等做出冲洗工作,直到PH数值达到中性为止。

    2.2反渗透膜清洗的保障措施

    为了确保反渗透膜的化学清洗工作取得良好的效果需要采取如下的几方面的保障措施:第一,日常维护工作的有效开展。在反渗透膜的日常运行过程中,需要提升预处理环节的管理工作力度,同时,需要严格控制好反渗透膜系统进水的水质标准。在发现反渗透膜出现严重的污染问题的情况下,需要在第一时间内将污染原因做出分析的基础上,采取相应的措施将问题解决。除此之外,在制定相应的化学清洗方案的过程中,需要以污染物性质及特点作为基础。

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