反渗透膜污染种类及处理方法

反渗透膜在长期运行过程中，由于原水中的各种杂质沉积或吸附在膜表面及内部，会导致膜污染，影响其过滤性能和使用寿命。今天鲁东小编带大家从污染特征和处理方法两方面详细介绍反渗透膜污染种类及处理方法，一起来学习吧！

一、反渗透膜主要污染类型及特征

不同污染类型的形成原因、外观及对膜性能的影响存在差异，具体如下：

1、胶体污染

污染物来源：原水中的铁、铝、硅等胶体颗粒，以及微生物代谢产物、腐殖质等。

污染特征：膜表面形成一层疏松或黏稠的沉积物，颜色多为黄褐色、灰色。

初期表现为膜压差（ΔP）缓慢上升，产水量逐渐下降，脱盐率基本不变；后期脱盐率可能因胶体层截留作用下降。

污染具有普遍性，尤其在原水浊度较高或预处理不足时易发生。

2、颗粒污染

污染物来源：原水中未被预处理去除的砂粒、铁锈、悬浮颗粒物等。

污染特征：膜表面可见明显的颗粒状沉积物，多分布在水流入口端或膜元件边缘。

膜压差快速上升，产水量骤降，脱盐率变化较小（若颗粒未堵塞膜孔，仅物理阻隔水流）。

污染速度较快，严重时可能导致膜元件物理损伤。

3、微生物污染

污染物来源：原水中的细菌、真菌、藻类等微生物，在膜表面适宜的温度、湿度下繁殖形成生物膜。

污染特征：膜表面出现黏滑的生物膜，可能伴随异味（如腥臭味）。

膜压差逐渐上升，产水量下降，脱盐率可能因生物膜的吸附作用略有下降。

污染具有传染性，若不及时处理，会快速扩散至整个膜系统。

4、有机物污染

污染物来源：原水中的天然有机物、人工合成有机物等。

污染特征：膜表面形成一层薄薄的有机物吸附层，颜色多为棕褐色或黑色。

初期脱盐率可能上升（有机物吸附导致膜孔径缩小），后期因膜孔堵塞，产水量下降，脱盐率降低。

有机物可能与金属离子结合，形成更难去除的复合污染物。

5、结垢

污染物来源：原水中的钙、镁、铁、钡、锶等金属离子，在膜表面因浓差极化导致浓度超过溶解度，形成沉淀（如碳酸钙、硫酸钙、氢氧化铁等）。

污染特征：膜表面出现白色或灰白色的硬质结垢层，质地较脆，难以用物理方法去除。

产水量显著下降，脱盐率明显降低，膜压差急剧上升。

结垢具有局部性，多发生在浓水侧或膜元件末端（浓差极化严重的区域）。

二、反渗透膜污染的处理方法

根据污染类型的不同，处理方法可分为预防性措施和污染后处理两类：

（一）预防性措施

通过预处理和运行控制减少污染风险，是比较经济有效的方法：

1、预处理优化：

1.1针对胶体和颗粒污染：采用混凝、沉淀、过滤（如多介质过滤、超滤）等方法降低原水浊度和悬浮物含量。

1.2针对生物污染：投加氧化性杀菌剂或非氧化性杀菌剂，控制原水微生物含量。

1.3针对有机物污染：采用活性炭吸附、臭氧氧化等方法去除部分有机物，降低COD（化学需氧量）。

1.4针对结垢：通过软化处理（如离子交换）降低钙、镁离子含量，或投加阻垢剂抑制结晶析出。

2、运行参数控制：

2.1控制进水温度、pH 值在膜元件允许范围内，减少污染物吸附。

2.2避免过度浓缩（控制回收率），降低浓差极化程度，减少结垢风险。

2.3定期进行低压冲洗（每天1-2次），用产水或过滤水冲洗膜表面，去除松散污染物。

（二）污染后处理方法

当膜已发生污染时，需采用物理清洗或化学清洗去除污染物：

1、物理清洗：适用于轻度污染或疏松污染物（如颗粒、部分胶体）：

低压冲洗：用低压（0.1-0.2MPa）、高流量的进水或产水冲洗膜表面，利用水流剪切力去除污染物。

反冲洗：在允许反洗的膜系统中，反向通入水流，冲洗膜孔内的堵塞物。

空气擦洗：结合水流冲洗，通入压缩空气产生气泡，增强对膜表面的扰动，适用于中空纤维膜等类型。

2、化学清洗：适用于重度污染或顽固污染物（如生物膜、结垢、有机物），需根据污染类型选择清洗剂：

针对生物污染：使用氧化性杀菌剂或非氧化性杀菌剂，杀灭微生物并分解生物膜。注意：氧化性清洗剂可能对某些膜（如醋酸纤维素膜）造成损伤，需提前确认膜的耐受性。

针对有机物污染：使用碱性清洗剂或表面活性剂，通过皂化、乳化作用溶解有机物。

针对结垢：碳酸盐垢：用酸性清洗剂溶解，反应方程式如：CaCO₃+2HCl→ CaCl₂+ CO₂↑+H₂O。

硫酸盐垢：用螯合剂或专用除硫酸盐垢清洗剂，通过络合作用去除。

铁、锰垢：用酸性清洗剂或还原剂，将高价金属离子还原为可溶的低价离子。

复合污染：采用 “先碱洗后酸洗” 或 “先酸洗后碱洗” 的组合清洗方案。

离线清洗：当在线化学清洗效果不佳时，需将膜元件从系统中取出，进行离线清洗。通过高压水冲洗、浸泡、超声清洗等手段，去除深层污染物，适用于较为严重污染的膜元件。

三、总结

反渗透膜污染的核心是 “预防为主，防治结合”：通过优化预处理和运行控制减少污染风险，一旦发生污染，根据污染特征判断污染类型，针对性选择物理或化学清洗方法。定期监测膜系统的产水量、脱盐率、膜压差等参数，可及时发现污染迹象，避免污染恶化导致膜元件不可逆损伤。希望以上分享对您有所帮助。