反滲透膜分離技術(shù)作為一門新型的高效分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)，近30年來發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于純水制備、海水淡化和廢水處理等行業(yè)。反滲透膜是反滲透系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。在實(shí)際應(yīng)用中，膜元件都會發(fā)生不同程度的污染，導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)出口壓差增大，產(chǎn)水量減少，脫鹽率下降，進(jìn)而影響反滲透系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，必須設(shè)置反滲透清洗系統(tǒng)對其進(jìn)行有效清洗，最大限度地恢復(fù)已經(jīng)污染的膜元件的性能，使膜更有效地持久運(yùn)行。如何對反滲透膜運(yùn)行中產(chǎn)生的污染進(jìn)行分析和有效清洗，受到越來越廣泛的重視。

一、什么是反滲透膜污染？

反滲透膜污染是指處理物料中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生滲透通量與分離特性發(fā)生不可逆變化的現(xiàn)象。

二、反滲透膜污染的種類及危害

1. 微生物污染：細(xì)菌、病毒、藻類等

微生物污染危害主要包括對膜系統(tǒng)運(yùn)行的影響和對反滲透膜的損害兩方面。首先，微生物污染將增大膜外濃差極化，堵塞膜孔道，加劇其它污染(包括有機(jī)污染、無機(jī)污染)，從而降低水通量，減小膜兩側(cè)的有效壓差，增加膜應(yīng)用成本。其次，微生物污染能破壞膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致膜的永久性損壞。微生物在膜表面大量繁殖，侵蝕反滲透膜，并使膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而使得膜壽命縮短(尤其是醋酸纖維素膜)，甚至造成重大的反滲透膜系統(tǒng)故障。

2. 無機(jī)物結(jié)垢：碳酸鹽類垢、硅酸鹽類垢等

無機(jī)物結(jié)垢后會在膜表面形成一層沉淀物覆蓋，導(dǎo)致膜通量急劇下降。3. 有機(jī)物污染：鐵、鋁氧化物等4. 膠體污染：懸浮物、膠體硅等

三、反滲透膜污染的預(yù)防

1. 原水的預(yù)處理

懸浮顆粒及膠體污染主要是由于反滲透膜給水預(yù)理系統(tǒng)故障造成的，因此，在實(shí)際操作中，嚴(yán)格控制反滲透進(jìn)水SDI＜ 5。由于原水中含有懸浮固體或粒子、膠體、結(jié)垢鹽類、金屬氧化物、各種微生物、有機(jī)物等，需要針對不同進(jìn)水水質(zhì)采取不同的預(yù)處理方法，盡可能的將其去除。

2. 防止離子結(jié)垢

通過投加石灰軟化的方法，或加酸降低進(jìn)水的pH值，或添加特定的阻垢劑來防止原水中CaCO3、CaSO4、BaSO4等析出沉淀，導(dǎo)致膜體結(jié)垢。

通過降低反滲透進(jìn)水中二氧化硅濃度以及適當(dāng)提高給水溫度（給水溫度達(dá)到40℃時，SiO2的溶解度可達(dá)160mg/L），或提高進(jìn)水pH、控制系統(tǒng)回收率等方法來防止SiO4結(jié)垢。

當(dāng)水中鐵、錳含量少于0.1mg/L 時，可以不予處理; 鐵、錳含量為0.1～ 0.5 mg/L 時，可加酸將水的pH調(diào)至5.5，防止生成鐵、錳氧化物;鐵、錳含量大于0.5mg/L 時，水中鐵、錳等游離離子被氧化后形成金屬氧化物沉積污染反滲透膜，需要在反滲透系統(tǒng)之前，增加曝氣-錳砂過濾等的方法將其去除。

3. 防止有機(jī)物污染及微生物的滋生

防止微生物滋生的方法是在給水預(yù)處理中添加殺菌劑，目前常用的殺菌劑為次氯酸鈉，需要控制一定的余氯量。

如果進(jìn)水中CODMn的含量較高，且具有可生化性（例如城市污水處理廠出水）可采用曝氣生物濾池的方法降低進(jìn)水CODMn。

四、反滲透膜的清洗

在系統(tǒng)的運(yùn)行中，盡管選擇了適宜的操作條件，但隨著運(yùn)行時間的增加，膜組內(nèi)的微生物、有機(jī)物和無機(jī)雜質(zhì)顆粒會不可避免的污堵膜表面，使反滲透膜發(fā)生污堵，造成系統(tǒng)產(chǎn)水量下降及脫鹽率下降等情況。因此必須采取一定的清洗方法，以去除膜面及膜孔內(nèi)的污染物，達(dá)到恢復(fù)透水量、延長膜使用壽命的目的。

膜的清洗方法可分為三類：

1. 物理清洗

物理清洗是用機(jī)械方法從膜面上脫除污染物，這些方法包括：正方向沖洗法、變方向沖洗法、反壓沖洗法、振動清洗法、排氣沖水法、空氣噴射法、二氧化碳清洗法和自動海綿球清洗法等。

2. 化學(xué)清洗

化學(xué)清洗通常使用化學(xué)清洗劑進(jìn)行清洗，如稀酸、稀堿、酶、表面活性劑、結(jié)合劑和氧化劑等。

使用化學(xué)法清洗時，使用的化學(xué)藥劑必須與膜材料相容，并嚴(yán)格按膜生產(chǎn)廠提出的條件( 壓力、溫度、pH和流速)進(jìn)行清洗，防止膜發(fā)生不可逆損傷。

3. 物理-化學(xué)清洗

物理- 化學(xué)清洗是將物理清洗方法和化學(xué)清洗方法有效結(jié)合以提高清洗效果的方法，如在清洗水中添加表面活性劑。

五、結(jié)語

導(dǎo)致膜污染的因素除了反滲透膜自身性質(zhì)、操作條件外，最主要的就是進(jìn)水水質(zhì)。所以在工程設(shè)計中除了選擇抗污染膜組件、優(yōu)化操作條件外，對進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理使水質(zhì)達(dá)到進(jìn)膜要求、針對特定的工程及膜的污染特點(diǎn)，采用具有針對性的清洗方案，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行、延長膜的清洗周期和使用壽命。

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