反滲透/納濾系統(tǒng)的常見具體故障包括污堵、化學(xué)破壞、機(jī)械破壞、其它硬件故障幾大類。下面將主要故障現(xiàn)象及其特點分別加以祥細(xì)解釋。雖然此處將各種故障總結(jié)較為全面,但是并不能絕對涵蓋所有故障,特別是膜應(yīng)用范圍逐漸拓寬的情況下,不斷可能碰到新問題。
一、污堵
污堵類型很繁多,常類型具體包含微生物污堵、顆粒物污堵、膠體污堵、金屬氧化物污堵、金屬氧化物污堵、可溶垢類污堵、難溶垢類污堵、有機(jī)物污堵等等,不一而足。
1、微生物污堵
微生物污堵是指原水中的微生物在RO/NF膜組件內(nèi)形成群落,并釋放代謝產(chǎn)物堵塞膜組件,使其減少產(chǎn)水能力的過程。
這個堵塞過程發(fā)展的機(jī)理是這樣的。首先,微生物通過預(yù)處理系統(tǒng)后進(jìn)入RO/NF膜系統(tǒng),由于膜系統(tǒng)的水流速度比管道系統(tǒng)內(nèi)小得多,這樣微生物比較容易在膜面上吸附駐足,利用堆積在膜面上的水流速度比管道系統(tǒng)內(nèi)小得多, 這樣微生物比較容易在膜面上吸附駐足,利用堆積在膜面上的污染物及水中的離子、有機(jī)物等作為的營養(yǎng)物質(zhì),在合適的水溫下,微生物便能大量繁殖滋長,并放出大量粘性代謝產(chǎn)物。 這些粘性很強(qiáng)的代謝產(chǎn)物對膜面的透水孔道以及進(jìn)水通道隔網(wǎng)等均具有吸附作用,大量吸附堆積的結(jié)果,從宏觀上就表現(xiàn)出很強(qiáng)的堵膜性能。
微生物快速滋長需要4個必要條件:微生物菌源、合適的溫度、大量的營養(yǎng)物質(zhì)、水分。從這幾個必要條件中,我們可以找到抑制微生物滋長的措施。一個是殺死微生 物活體本身,微生物就會變慢;另一個是去掉營養(yǎng)源,沒有足夠吃,微生物也難以大量增殖。由于有機(jī)膜的耐溫性不高,雖然不能大幅升溫來殺菌;但從水溫的高 低,我們能夠預(yù)測某系統(tǒng)在不同水溫、不同季節(jié)的微生物滋活性。在微生物較晚滋長的夏季,殺菌措施要加強(qiáng);而冬季則可以減弱。
2、顆粒物污堵
顆粒物污堵是指水中所夾帶的泥土、粘土、細(xì)沙等顆粒狀的物質(zhì)對RO/NF的透水孔道、進(jìn)水通道的形成堵塞。顆粒物污堵嚴(yán)重時,其進(jìn)水的SDI15往往較高,不合格。細(xì)小的微粒不僅會堵塞膜面上的微小透水孔道,而且大量累積后就會形成濾餅,堵塞RO/NF膜組件的進(jìn)水通道,從而影響產(chǎn)水量。如果顆粒物中含有帶鋒銳棱角的沙粒或者薄如刀片的片狀砂片,那么在啟停的過程中、或者含氣體、 或者震動較大的情況下,鋒銳的邊角還可能對RO/NF膜面結(jié)構(gòu)形成直接的傷害,從而影響系統(tǒng)的脫鹽率。
一般來說,當(dāng)SDI15<3時,顆粒物污堵不會很嚴(yán)重;當(dāng)當(dāng)SDI15≡3-4時,顆粒物的污堵會明顯加重;當(dāng)當(dāng)SDI15≡3-5時,顆粒物污堵就會變得很顯著;當(dāng)SDI15>5時,顆粒物污堵會嚴(yán)重到不能接受。因此,一般RO/NF系統(tǒng)均要求進(jìn)水SDI15不要超過5。
深井水中的SDI15通常小于,有時甚至小于1,因此,當(dāng)原水為深井水時,嚴(yán)重顆粒物污堵基本認(rèn)為不會發(fā)生。地表水的SDI15通常大于3,嚴(yán)重的能超過5,因此,當(dāng)原水為地表水時,顆粒物污堵的潛力很大。廢水的SDI15通常超過5,因此其顆粒物污堵的潛力最大,對預(yù)處理要求最高
3、膠體污堵
膠體污堵多發(fā)生在膠體含量高的井水、地表水(河水、湖水、水庫水、海水)、廢水中。實際上多數(shù)系統(tǒng)都存在膠體污堵,只是嚴(yán)重程度不同而已。一般人加入鋁、鐵系絮凝劑或者本來就含有高濃度膠體時,就應(yīng)該注意膠體污堵的風(fēng)險。一般絮凝、澄清、過濾能顯著降低膠體含量,從而減少膠體污堵。不過最的大幅減少 甚至消除膠體污堵的辦法是采用超濾UF作為RO的預(yù)處理,微濾的作用次之。
4、金屬氧化物污堵
由于各種水源中金屬離子的廣泛存在,輸送管道系統(tǒng)的內(nèi)壁腐蝕,或者石化工業(yè)廢水常含催化劑等等,一般預(yù)處理系統(tǒng)并不能徹底去掉金屬離子。因此RO或多或少面臨金屬氧化物的污堵。最常見的氧化物污堵有Fe2O3、MnO2及其他重金屬離子的氧化物或絡(luò)合物等等。重金屬離子氧化物或絡(luò)合物的存在,不僅會堵塞RO膜的膜孔,而且在清洗、消毒等等過程中可能對膜形成催化氧化破壞。
5、可溶垢類污堵
可溶垢類主要是指碳酸鈣、氫氧化鎂等這些易為普通酸類溶解掉的垢類成分。抑制這些垢類生成的方法:一是給水加酸降低進(jìn)水LSI;二是加阻垢劑。由于這些垢類
容易溶解,因此即使發(fā)生污堵,只要及時采取清洗措施,一般容易恢復(fù)系統(tǒng)的性能。當(dāng)然,嚴(yán)重污堵以致堵塞通道的情況應(yīng)該避免,這樣意味著可溶垢與難溶垢夾雜
在一起。當(dāng)然,嚴(yán)重污堵以至堵塞通道的情況應(yīng)該避免,這樣意味著可溶垢與難溶垢夾在一起,會大大增加清洗難度和工作強(qiáng)度。
6、 難溶垢類污堵
難溶垢類用普通的標(biāo)準(zhǔn)清洗方法較難洗掉,因此成為RO的難點。一般最好避免難溶垢生成,一旦生成,一旦形成堆積,多數(shù)情況下難以徹底恢復(fù)性能。常見的難溶垢有BaSO4、SrSO4、CaSO4、CaF2、Ca3(PO4)2、SiO2及硅酸鹽等等。抑制難溶垢的主要方法是加入足量的高效阻垢劑。
7、有機(jī)物污堵
有機(jī)物污染物的種類比較多。常見油類、脂類、陽離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、吸附力強(qiáng)的緩蝕劑、非離子型表面活性劑、吸附力強(qiáng)的緩蝕劑 (如BTA)、陽離子型的殺菌滅藻劑(如季胺鹽)、陽離子型的高分子助凝劑、環(huán)氧襯膠不好或未干透而釋放的有機(jī)物、PVC塑料部件釋放的添加劑等等。其中 以疏水性、帶正電、大分子的有機(jī)物對RO膜的堵塞最為致命,會導(dǎo)致產(chǎn)水量急劇下降,運行壓力大幅上升。
8、其它非常見污堵(活性碳粉末污堵)
非常見污堵是極為少見的異常污堵,包括預(yù)處理活性碳顆粒因某些原因形成粉末引起下游RO污堵、空氣中粉塵通過除碳器進(jìn)入二級RO引起污堵等等。--RO反滲透裝置,
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